无刷直流永磁电动机设计流程和实例
无刷直流电机设计流程
无刷直流电机设计流程嘿，朋友！今天咱就来唠唠无刷直流电机设计这档子事儿。
这无刷直流电机啊，就像是一个神奇的小宇宙，里面藏着好多学问呢。
要开始设计无刷直流电机，第一步就得明确它的用途。
这就好比你要盖房子，得先知道这房子是用来住人啊，还是做仓库。
我有个朋友叫小李，他想设计一个用于小型无人机的无刷直流电机。
那他就得考虑这个电机要足够轻便，动力还得强劲，能让无人机飞得又稳又快。
这时候就像是给这个电机定了个大方向，就像航海的时候有了指南针一样。
接下来就是确定电机的主要参数啦。
这里面的门道可不少呢。
比如说额定功率、额定转速、转矩这些。
这额定功率啊，就像是一个人的力气大小。
要是功率定小了，就像让一个小孩去干大人的活，根本带不动嘛！而转速就好比一个人跑步的速度，转矩呢，有点像一个人能使出来的爆发力。
我曾经见过一个新手在设计无刷直流电机时，乱定参数，结果电机造出来，那性能差得呀，就像一辆破自行车，怎么骑都费劲。
选磁钢材料也是很关键的一步。
这磁钢材料就像是电机的灵魂所在。
不同的磁钢材料性能差别可大了去了。
有铁氧体磁钢，还有稀土永磁材料呢。
稀土永磁材料虽然贵一些，但是它的性能就像超级英雄一样厉害。
我跟同行老张讨论的时候，他就说：“这稀土永磁材料就像魔法材料一样，能让电机的性能一下子提升好几个档次，不过成本就像个拦路虎啊。
”这时候就得在性能和成本之间权衡，就像走钢丝一样，得小心翼翼。
然后就是绕组的设计啦。
绕组就像是电机的经脉一样。
绕组的匝数、线径这些都很重要。
匝数多了，就像给电机穿上了厚厚的衣服，电阻增大，电流就不好通过了。
匝数少了呢，又像是衣服穿得太薄，性能也会受影响。
这时候就得像裁缝一样，精心剪裁，找到最合适的匝数和线径。
我在学习绕组设计的时候，可没少向老师傅请教。
老师傅就说：“这绕组设计啊，就像绣花，一针一线都得恰到好处。
”转子和定子的设计也不能马虎。
转子就像电机的心脏，定子就像它的外壳。
转子的结构形状会影响电机的转动惯量。
无刷直流永磁电动机设计流程和实例
无刷直流永磁电动机设计流程和实例无刷直流永磁电动机设计实例一. 主要技术指标1. 额定功率：W 30P N =2. 额定电压：V U N 48=，直流3. 额定电流：A I N 1<3. 额定转速：m in /10000r n N =4. 工作状态：短期运行5. 设计方式：按方波设计6. 外形尺寸：m 065.0036.0?φ二．主要尺寸的确定 1. 预取效率63.0='η、 2. 计算功率i P '直流电动机 W P K P NNm i 48.4063.03085.0'=?==η，按陈世坤书。
长期运行 N i P P ?''+='ηη321 短期运行 N i P P ?''+='ηη431 3．预取线负荷m A A s /11000'= 4．预取气隙磁感应强度T B 55.0'=δ 5. 预取计算极弧系数8.0=i α 6．预取长径比（L/D ）λ′=27．计算电枢内径m n B A P D N s i i i 23311037.110000255.0110008.048.401.61.6-?==''''='λαδ 根据计算电枢内径取电枢内径值m D i 21104.1-?= 8. 气隙长度m 3107.0-?=δ 9. 电枢外径m D 211095.2-?= 10. 极对数p=111. 计算电枢铁芯长 m D L i 221108.2104.12--?=??='='λ根据计算电枢铁芯长取电枢铁芯长L= m 2108.2-?12. 极距 m p D i 221102.22104.114.32--?=??==πτ 13. 输入永磁体轴向长m L L m 2108.2-?==三．定子结构 1. 齿数 Z=6 2. 齿距 m z D t i 22110733.06104.114.3--?=??==π3. 槽形选择梯形口扇形槽，见下图。
永磁无刷直流电机控制系统设计
永磁无刷直流电机控制系统设计1.电机模型的建立：建立电机的数学模型是进行控制系统设计的第一步。
永磁无刷直流电机可以使用动态数学模型来描述其动态特性，常用的模型包括简化的转子动态模型和电动机状态空间模型。
简化的转子动态模型以电机的电磁转矩方程为基础，通过建立电机的电流-转速模型来描述电机的动态响应。
这个模型通常用于低频控制和电机启动阶段的设计。
电动机状态空间模型则是通过将电机的状态变量表示为电流和转速变量，用微分方程的形式描述电机的动态特性。
这个模型适用于高频控制和电机稳态响应分析。
2.控制器设计：经典的控制方法包括比例积分控制器（PI）和比例积分微分控制器（PID）。
比例积分控制器是最简单的控制器，通过调节电流的比例增益和积分时间来控制电机的速度。
这种控制器适用于低精度控制和对动态响应要求不高的应用。
比例积分微分控制器在比例积分控制器的基础上增加了微分项，通过调节微分时间来控制系统的阻尼比，提高系统的稳定性和动态响应。
3.参数调节：在控制器设计中，参数调节和整定是非常重要的环节，主要包括根据系统的要求选择合适的控制器参数，并进行优化。
参数调节可以通过试探法、经验法和优化算法等方法进行。
其中，试探法和经验法是相对简单的方法，通过调整控制器的参数值来达到稳定运行或者较好的控制性能。
优化算法可以通过数学模型和计算机仿真的方式进行，通过优化目标函数和约束条件，得到最合适的控制器参数。
总结起来，永磁无刷直流电机控制系统设计主要包括电机模型的建立、控制器设计和参数调节。
在设计过程中，需要根据系统的要求选择合适的控制器，通过参数调节和优化算法来提高系统的稳定性和动态性能。
永磁无刷直流电机的设计与电磁分析
本次演示采用有限元模拟和优化设计等方法对永磁无刷直流电机进行设计和 电磁分析。最后，对永磁无刷直流电机的电磁性能进行分析和讨论，包括磁场分 布、功率损耗、效率等，并指出了研究的不足和未来研究方向。
引言：
永磁无刷直流电机是一种具有高效率、低噪音、长寿命等优点的电机，在工 业自动化、电动汽车、航空航天等领域得到了广泛应用。随着技术的不断发展， 对永磁无刷直流电机的性能要求也不断提高。因此，本次演示旨在通过对永磁无 刷直流电机的设计与电磁分析，提高其性能指标，以满足不同领域的应用需求。
参考内容
基本内容
盘式永磁无刷直流电机是一种先进的电动设备，具有高效率、低噪音、长寿 命等优点。本次演示将详细介绍盘式永磁无刷直流电机的电磁设计过程，包括磁 场分布、线圈绕制、绝缘设计、冷却系统等，旨在为优化电机性能提供理论支持 和实践指导。
盘式永磁无刷直流电机是一种结合了永磁电机和无刷直流电机的优点的新型 电动设备。它采用永磁体作为磁源，可直接产生恒定的磁场，避免了传统有刷直 流电机需要定期更换电刷的缺点。盘式结构使得电机散热性能好、机械强度高， 能够在恶劣环境中稳定运行。
电磁设计是盘式永磁无刷直流电机设计的核心环节。磁场分布是电磁设计的 首要环节，合理的磁场分布可以提高电机性能、降低谐波损耗。线圈绕制方法对 电机的功率密度、电气性能和机械特性有着重要影响。在电磁设计中，需要综合 考虑线圈材料、线径、匝数等因素，以实现电机的高效运行。
绝缘设计对于盘式永磁无刷直流电机的可靠性至关重要。线圈绝缘材料的选 用和结构设计直接影响到电机的电气性能和机械特性。在电磁设计中，应充分考 虑绝缘材料的电气性能和机械性能，以满足电机在高温、高湿等恶劣环境下的正 常运行。
文献综述：
自20世纪50年代第一台永磁无刷直流电机问世以来，国内外学者对其进行了 广泛研究。研究内容主要包括电磁场分析、优化设计、控制策略、可靠性等方面。 在电磁场分析方面，有限元法等效磁路法、模拟仿真等方法被广泛应用。在优化 设计方面，主要从电机结构、材料、工艺等方面进行优化。
(完整版)无刷电机的设计最终版
9-10 直流无刷电机的设计9-10-1直流无刷电机的概述直流电机有无可伦比的优点，体积小，重量轻，结构简单，速度变化范围大，供源简单，移动方便，价格低廉，制造简单，工艺性好等等，是我国用量最大的一种电机。
但是直流电机由于换向的需要，因此必需要由电刷和换向器来换向。
由于换向器和电刷的作用，就给电机带来各种不良的影响，如噪声，电刷运行寿命，电机干扰和电机本身体积等问题。
直流电机最大的缺点是电机寿命远远不如交流电机，交流同步电机等等无刷电机。
交流电机，交流同步电机是交流供电的，由于用的是交流电源，在50HZ 的交流电源中，一对极的交流异步电机的同步理论转速是:m in /30001506060r p f n =⨯=⨯=，在交流同步电机中的同步转速也应该为m in /3000r ，如果把电源的频率调高或调低，则电机的工作转速也可以很高或者较低的。
但这个电机的供源是交流电，如果把直流电源通过电路的转换，变成可以交变的波形供给交流电机或交流同步电机，那么交流异步电机或交流同步电机也可以很好的转动起来的，这就是直流无刷电机的最直观的概念。
要把直流电转换成单相或三相交变电源，在上世纪中叶还是一个非常麻烦的事，那时只有电子真空管，体积很大，输出电流很小，那时台式收音机就有12英寸的电视机那么大，无法和现在手指那么大的MP3相比拟。
后来发明了半导体和相应的各种半导体技术使电子控制技术推向了一个新纪元。
各种电源逆变，分配技术，换相技术的相继出现，许多高性能，高功率的半导体器件的研制成功，从而使电机领域出现了机电一体化的步进电机，直流无刷电机，并迅速在各个领域得到了广泛的应用。
当出现了永磁直流无刷电机后，就体现了它强大的生命力，永磁直流无刷电机有许多优点，如干扰小，(电路部分有一定的电磁干扰的)，运行寿命长，调速性能好，控制方法多，输出力矩大，过载能力强，调速范围宽，起动响应快，运行平稳，效率高等。
永磁无刷直流电机有许多交流异步电机，步进电机和直流电机不具备的优点。
永磁无刷直流电机设计实例
永磁无刷直流电机设计实例永磁无刷直流电机（Brushless DC Motor，BLDC）是一种形式先进的电机，具有高效率、长寿命、高功率密度、高控制精度等优点，已广泛应用于机床、机器人、电动工具等领域。
在本文中，我们将介绍永磁无刷直流电机的设计实例。
1. 电机参数计算在进行永磁无刷直流电机设计之前，首先需要计算出电机的一些参数，包括额定功率、额定转速、额定电压、额定电流等。
这些参数将作为电机设计的基础。
1.1 标称功率Pn = Tmax × ωnPn 为电机标称功率，Tmax 为电机最大扭矩，ωn 为电机额定转速。
1.2 额定转速永磁无刷直流电机的额定转速通常由应用需求决定。
对于电动工具来说，需要较高的额定转速，而对于机床来说，需要较低的额定转速。
通常情况下，可以根据应用的要求来选择适当的额定转速。
永磁无刷直流电机的额定电压通常由电源系统决定。
通常情况下，可以选择电压稳定器或直流电源来提供稳定的电压。
根据实际需求和电源系统的限制，可以确定电机的额定电压。
2. 永磁体设计永磁体是永磁无刷直流电机中最重要的组件之一，其设计将直接影响电机的性能。
永磁体的设计包括永磁体的形状、尺寸以及选用的材料。
2.1 形状与尺寸永磁体的形状和尺寸对电机的输出特性有着重要的影响。
通常情况下，可以选择方形、圆形、椭圆形等形状，并根据电机设计参数计算出永磁体的尺寸。
2.2 材料选择永磁体选用的材料决定了电机的性能。
目前常用的永磁体材料有 NdFeB、SmCo、AlNiCo 等。
不同的永磁体材料具有不同的磁性能、机械性能和耐温性能，应根据实际应用需求进行选择。
3. 绕组设计绕组是永磁无刷直流电机中的另一个关键组件，在电机的输出特性和效率上起着重要作用。
绕组的设计涉及到绕组的形状、导线直径、匝数和线材材料等方面。
绕组的形状通常与永磁体相对应，可以根据永磁体的形状来确定绕组的形状。
3.2 导线直径导线直径直接影响到电机的电阻和电感，对电机的输出特性和效率有着重要影响。
永磁无刷直流电动机驱动设计的设计方法
永磁无刷直流电动机驱动设计的设计方法永磁无刷直流电动机是一种高效、低噪音、低维护成本的电动机，因其在工业、家电、电动车等领域的广泛应用而备受关注。
本文将介绍永磁无刷直流电动机驱动设计的设计方法。
首先，需要确定电机的参数，包括电机的额定电压、额定电流、额定转速、额定扭矩等。
然后，根据这些参数设计电机的控制器，控制器通常包括功率级、控制模块、电流感应模块等。
在功率级方面，通常采用功率MOS管来实现电机的驱动；在控制模块方面，通常采用PID控制算法来调节电机的转速和转矩；在电流感应模块方面，通常采用霍尔元件或电流互感器来实现电流的采集。
其次，需要确定电机的控制方式，通常有FOC和SVPWM两种方式。
FOC是一种基于空间矢量的控制方式，可以通过调节电机的电流和转矩来实现高效、精确的控制；SVPWM是一种基于正弦信号的控制方式，可以通过调节电机的频率和相位来实现高效、平滑的转速和转矩控制。
最后，需要进行电机的驱动测试和调试。
在测试中，需要对电机的转速、转矩、效率等进行测试，并对控制参数进行调整；在调试中，需要对电机的控制器进行调试，例如调整PID控制算法的参数、调整FOC或SVPWM算法的参数等。
综上所述，永磁无刷直流电动机的驱动设计需要确定电机的参数、设计控制器、确定控制方式，并进行测试和调试。
通过合理的设计和调试，可以实现高效、低噪音、低维护成本的电机控制。
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永磁无刷直流电机的设计与控制
永磁无刷直流电机的设计与控制摘要：现在处于电气时代，在现代化的生产和生活中电动机的作用都是很重要的，不管是在工农业生产、交通运输、国防、航空航天以及医疗卫生、商业办公中，都使用了各种各样的电动机，有一些数据表示，我国生产的电能一大部分都用于电动机。
所以可以看出，电动机与我们的生活有着很大的联系，在生活中的应用也越来越广泛。
永磁无刷直流电机则是近些年来快速发展起来的一种新型的电机，它使用电子换相器取代有刷直流电机和机械换向，既具有交流电机结构简单、运行可靠，维护方便等优点，还具备直流电机运行效率高，调速性能好等诸多优点，而且转子采用永磁体励磁，无励磁损耗，在工业控制的各个领域已得到广泛的应用，本文就将探讨它的设计与控制。
关键词：电磁无刷；直流电机；设计与控制前言其实永磁无刷直流电机的发展是建立在传统的直流电机上边的，因此它也保留了很多传统电机的优点，但是又比传统的电机性能好，最受人们欢迎的还是因为它产生的噪声很低，使用效率也比较高，还有就是使用时间长，控制结构特别简单，所以目前国内也一直在研究永磁无刷直流电机，虽然有了一些成就，但是和国外一些比较先进的技术相比还是有一定的差距，所以我们先要探讨的是如何结合我国的实际情况，在永磁无刷直流电机技术上有所提高。
1.无刷直流电机控制原理1.1无刷直流电机的结构由于无刷直流电机是以传统的电机为基础设计的，所以两种电机的结构是基本相同的，而最大的不同主要体现在永磁无刷直流电机的电枢绕组是安装在定子上的，并且电机转子的转速是受电机定子旋转磁场的速度以及转子极数的影响。
电机的直流无刷驱动器是由电源部分和控制部分组成的，电源部分是给电机提供三相电源，而控制部分则是按照需求和转换输入电源频率。
电源部分一般输入的是直流电源，但是如果输入的是交流电的话，就需要先经过转换器把交流电变为直流电。
直流电机主要是由永磁材料制造的定子、电枢、换向器以及电刷等一些结构组成，只要在电刷的两端通入电流，转向器就能够自动地改变磁场的方向，这样的话，直流电机就能够一直运转下去。
无刷直流电动机的设计
无刷直流电动机的设计无刷直流电动机（BLDC）是一种基于电子换向器和磁传感器的新型电机，具有高效率、高功率密度、高可靠性、无摩擦等优点，广泛应用于工业、农业、家电和汽车等领域。
本文将介绍无刷直流电动机的设计原理、设计流程和一些关键技术。
一、设计原理无刷直流电动机的工作原理是利用永磁体和电流产生的磁场相互作用，从而产生转矩。
它的转子由一个或多个永磁体组成，通过电流换向器控制电流的方向，从而实现转子的旋转。
无刷直流电动机通常采用三相设计，每相之间的换向角为120度。
二、设计流程1.确定电机的额定功率和转速。
根据设计要求，确定电机的额定功率和转速。
这些参数将决定电机的尺寸、材料和冷却方式等。
2.选择永磁材料和磁路设计。
根据电机的运行环境和功率需求，选择合适的永磁材料。
同时，设计磁路以确保磁通密度的均匀分布和最小的磁路损耗。
3.设计定子绕组和绝缘系统。
根据电机的功率和电压要求，设计定子绕组。
同时，设计合适的绝缘系统以确保电机的安全性和可靠性。
4.确定电流换向器的拓扑和控制策略。
选择合适的电流换向器拓扑（如半桥、全桥等）以及控制策略（如PWM控制、电流环控制等），以实现电机的换向操作。
5.进行磁场分析和电磁设计。
通过磁场分析软件，进行电磁设计。
通过磁场分析，可以得到电机的特性曲线、转矩和功率密度等指标。
6.进行结构设计和热分析。
根据电机的尺寸和电机的工作环境，进行结构设计和热分析。
结构设计要考虑机械强度、制造成本等因素，热分析要考虑散热方式和绝缘系统。
7.制造和测试。
根据设计图纸进行电机的制造。
制造完成后，进行测试，通过测试结果对电机的设计进行修正和优化。
三、关键技术1.电磁设计技术。
电磁设计是无刷直流电动机设计的核心技术，它涉及到永磁体选材、磁路参数计算、磁场分析等方面。
2.电流换向器设计技术。
电流换向器是控制无刷直流电动机运行的关键部件，它的设计直接影响到电机的性能。
目前常用的换向器有半桥、全桥等拓扑，选择合适的拓扑和控制策略对电机的效率和稳定性有重要影响。
无刷直流永磁电动机的原理和设计
无刷直流永磁电动机的原理和设计无刷直流永磁电动机是一种将电能转化为机械能的装置，它采用了无刷技术和永磁材料，具有高效率、高功率密度和可靠性高等优点。
本文将详细介绍无刷直流永磁电动机的工作原理和设计要点。
无刷直流永磁电动机的工作原理主要包括电磁场产生、电流调节和转矩产生三个方面。
首先，通过电流调节器向无刷直流永磁电动机的定子绕组输入电流，产生定子磁场。
接着，通过永磁体在转子上产生磁场，与定子磁场相互作用，产生转子磁场。
最后，通过转子磁场和定子绕组之间的相互作用，产生电磁转矩，驱动转子旋转。
设计无刷直流永磁电动机时，需要考虑多个因素。
首先是功率需求，根据所需的功率大小选择合适的电机型号和规格。
其次是电压和电流需求，根据电源的电压和电流限制选择合适的电机参数。
还需要考虑转速范围和转矩要求，根据具体应用场景确定电机的转速和转矩特性。
此外，还需要考虑电机的体积、重量和成本等因素。
在无刷直流永磁电动机的设计中，关键的技术是永磁材料的选择和磁路设计。
永磁材料的选择要考虑其磁能积、矫顽力、矫顽力系数等参数，以及温度稳定性和成本等因素。
磁路设计要保证磁场的均匀性和稳定性，提高电机的效率和输出功率。
无刷直流永磁电动机还需要配备电流调节器和位置传感器等辅助设备。
电流调节器可以实现对电机电流的精确控制，保证电机的稳定运行。
位置传感器可以实时监测电机转子的位置和转速，提供给电流调节器进行反馈控制。
无刷直流永磁电动机具有多种应用领域。
在工业领域，它广泛应用于机床、印刷设备、纺织设备等需要精确控制的设备中。
在交通领域，它被用作电动汽车的驱动系统，具有高效率和长续航里程的优势。
在家电领域，它被应用于洗衣机、冰箱等家电产品中，提供高效、静音的驱动能力。
无刷直流永磁电动机是一种高效、高功率密度和可靠性高的电机，具有广泛的应用前景。
在设计无刷直流永磁电动机时，需要考虑功率需求、电压和电流需求、转速范围和转矩要求等因素。
通过合理选择永磁材料和进行优化的磁路设计，可以提高电机的效率和输出功率。
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无刷直流永磁电动机设计实例.主要技术指标1. 额定功率：P N=30W2. 额定电压：U N =48V，直流3. 额定电流：l N：：：1A3. 额定转速：n N =10000r/min4. 工作状态：短期运行5. 设计方式：按方波设计6. 外形尺寸：0.036 0.065m•主要尺寸的确定1. 预取效率—-0.63、2. 计算功率p直流电动机P' - =0.85 30-40.48W ,按陈世坤书n N 0.63长期运行P u丄丄P N3叩短期运行P -・丄P N4们3. 预取线负荷A =11000A/m4•预取气隙磁感应强度B§=0.55T5. 预取计算极弧系数:-=0.86. 预取长径比（L/D）入’=27 •计算电枢内径根据计算电枢内径取电枢内径值 。
衬=1.4 10 ° m 8. 气隙长度：=0.7 10 "m 9. 电枢外径 D j =2.95 10，m 10. 极对数p=111. 计算电枢铁芯长 L 、，D i1=2 1.4 10^ =2.8 10^m根据计算电枢铁芯长取电枢铁芯长 L= 2.8 10^m 2■ Di13.14 1.4 10T = ---------------------------------- =2p213.输入永磁体轴向长Lm =L =2.8 10，m•定子结构1. 齿数 Z=62. 齿距 3"「4 10J .733 10%3. 槽形选择梯形口扇形槽, 见下图。
4. 预估齿宽：b t =d 』733汩 °.557294 10讣,B t 可由 1.43 0.96BZ 5. 设计者经验得 1.43T , b t 由工艺取 0.295 10'm 预估轭高：h j1礙 22 0.8 O.55= O .323 10，m2IB j1K Fe2K Fe B j12 0.96 1.56B j1可由设计者经验得1.53T , h j1由工艺取0.325 10'm根据齿宽和轭高作出下图，得到具体槽形尺寸6.1P 「6.1 40.48‘■： •工 i A s B/ n N310.8 11000 0.55 2 10000 = 1.37 10-m12.极距__2= 2.2 10 m3槽形尺寸定子冲片图如图所示“其中:定子冲片图槽口宽*o；=0+2X10-2m槽口高0. 05 X 10槽肩高A K I-0, 05X10-2m 槽高A T = 0< 45X10_?m齿宽6t = 0t 295X 10 2m 电枢辄高如=0. 325 X10~2m6. 气隙系数K 空如匚=1.135t(56 +t bi^b oi7 •电枢铁心轭部沿磁路计算长度兀Qi+2ht+hjj % 「/L ii (1 -) h ji= 2.064 10 mp8 . 槽面积S = 0.272 IO’m2电枢铁芯材料确定(从数据库中读取)电枢冲片材料DW540-50电枢冲片叠片系数K Fei =0.96电枢冲片材料密度讣=7.75 i03/m3电枢冲片比损耗P s (10/50) =2.16W/kg四. 转子结构1. 转子结构类型：瓦片磁钢径向冲磁瓦片永磁体径向充磁结 构，一如图所示。
由于电机 转速较高，并工作在严重的振 动、冲击、高低温和有腐蚀的环 境中，故永磁体外套 1C48Ni9Ti 不锈钢不导磁紧 圈，其厚度(X 3mm 已含在计 算气隙8=0* 7mm 内，即电机 实际工作气隙为6 4mm 02. 永磁体外径 D m 二 -2： =1.26 10 ° m3. 永磁体内径 D mi 二 D m -2H m =0.86 10，m4. 永磁体极弧系数：\=0.85. 紧圈外经D=1.32 10，m6. 永磁材料磁化方向截面积7. 永磁材料的选取永磁体材料：钕铁硼 剩磁 B r : 1.1T 矫顽力 H c : 796 kA/m 永磁体材料密度;?m :7.4g/cmS m =m Lm …Dm2p0.8 2.8 10’ 3.14 1.26 10’2= 4.43 10*m 2转子结构国i-- ----------------------8. B r 对应的磁通 r = B r S m =4.87676 10~WbD - D9. H e 对应的磁势 F c=2H c （- 巴）=3200A210. 转子轭材料选择由于转子较细，故转轴、磁轭为一体，选用 10号钢 11. 转子磁轭等效宽度2 2D 「D i2」5 6 7 8 9610-。
2 10=033 10务2 212 .转子磁轭沿磁路方向长度［瓦片］(D e2Di2)mi 2L j2 二 b j2(1) = 0.83 10 m 4p2五、磁路计算1. 漏磁系数厂-1.22. 气隙磁通 G 二 B 、； j L ^4.926B①呈4 926B-4. 空载电枢轭磁密 B j1-------------2.819B2h j1K Fe L 2汉 0..325汉 0.96汉 2.8°5 空载转子轭磁密B j21.2 4.926B3.198B.j2b j2L2汉0.33沃2.8 °6 气隙磁势F 、. =16K 、.B 、. 106 = 1.6 0.07 10° 1.135 B- 106 = 0.127B 、. 104A7 定子齿磁势 F t =2H t h t = 2 0.45 10 ^H t =0.9H t 10,A8 定子轭部磁势 F j_, =Hj 丄=2.064H j 10^A 9 转子轭部磁势 F j2 二 H j2L j2 =0.83H j2 10^ A 10 总磁势 v F 二 F- F t F j1 - F j2 11. 总磁通：：」m =；「：l. =1.2 4.926B 、10 4Wbb j2D e2 - D i223.空载电枢齿磁密 B tB t B 0.733 10, bg 一 0.295 10，0.96二 2.588B12. 空载特性曲线计算（见表）空载特性曲线讨算麦13空载工作点电机的空载特性曲线和永磁体去磁曲线如图所示。
两F 旺O永磁体工作图1 一空载持性曲线必一负载挣性由线卡3—起动时粹性曲线。
条曲线的交点即为空载工作点.空载工作点的性能如下（因为表面磁钢永磁电机电动机负载时气隙的合成磁场与空载时差不 多。
六. 电路计算1. 绕组形式及电子开关形式：两相导通星形三相六状态 2. 绕组系数采用单层集中整距绕组，即 第一节距y ,-3（槽）每极每相槽数q 二一乙=1 （m 是相数；p 为极对数）2pm故绕组系数K w =13. 预取空载转速n 0 =12000r/min4. 每相绕组串联匝数WW -7.5 ,U~2U=80.24匝，U 为管子压降，取 0.7Vpn %取W . = 82匝5. 电枢总导体数N =2mW = 492根6. 实际每槽导体数2=N/Z=82根7. 实际空载转速n 。
空载气隙磁感应强度 空载气隙磁通 空.载电枢齿磁感应强度 空载电枢辄磁感应强度 空载转子辄磁感应强度 预取负载气隙磁通= 5895T4 = 2、9O39X1O"+WbB t = l, 5263T Bn-1. 6620T禺=1 ■關65T=89X1O^+Wb。
衬 + D!) F D 兀( )8. 计算绕组端部长度l b =1.2^ 的=1.2 ------------------- 2 ------- =4.1x10，m2p2p9. 计算电枢绕组每匝平均长度L av =2(L+l b ) =13.8x10，m 10. 预估导线截面积S cP N3060.07086 10-7m 2U N J a a 48 0.63 14 101式中J a =14 106A/m 2为预取导线电流密度 a 二1为每相绕组支路数 11. 导线选取式中「（20）=0.0157C 「mm 2/m ）为导线的电阻率 设电机绕组的工作温度t 为75°C ，则7 2= 0.092 10 m4选择F 级绝缘导线 QZY-2 导线计算截面积 S c 2■dc0.066 10“m 24导线最大截面积 S c max导线直径d c =0.29 10'mdc max-0.342 10」m12. 槽满率计算公式选择K s4NsScmax10, =0.35 SS13. 实际导线电流密度 J aP NU N S c a6 2=15 10 A/m14. 每相电枢绕组电阻ra20(20)Nlav10上2ma 2S c：\20)W ；J av pi 」 a 2S c—U —2AU n 0=7.5二 i=7.5 0.848 _2x 0.7 1 82 2.9039 10"=11742r / min导线工作温度电阻 咕 论口 （t-20） pj=3.65「 式中p t = 0.00395为导线的电阻温度系数C en N = 39.5V15〉i “6.负载工作点:根据F sdm 和F adm ，可在空载永磁体工作图上作出负载和起动时的特性 曲线2、3,求负载特性曲线与永磁体去磁曲线的交点， 得负载工作点:电机的工作特性曲线和永磁体去磁曲线如图所示。
永磁体工作图1 一空義特性曲球泊一负载持性曲线门一起动时特性曲纵七. 电枢反应计算1. 起动电流 l st =U_2 U= 7.77A st2r at2. 起动时每极直轴电枢反应最大值 F sdm 二-y I st WK w 二276A3. 额定工作时的反电动势4. 额定工作时电枢电流I a 」BU-E =0.97A2r at5. 额定工作时最大直轴去磁磁势F admjaWK "34AF F.O负载气隙磁感应强度B、.. =0.5872T负载气隙磁通门=2.8925 10*Wb负载电枢齿磁感应强度B t=1.5176T负载电枢轭磁感应强度B j=1.6555T7. 额定工作时电磁转矩T em 」a = 0.0366Nmi■■■8. 起动电磁转矩Tst =C T*H看1 st = 0.293N.m八.性能计算1. 电枢铜损Pg =2l alat =6.87W2. 电枢铁损p Fe 二K a p(10/50)(f)1.3(B2G t B：1G j1)=4.11W式中K a------铁损工艺系数,取Ka =2G jr ------定子轭重G j1's 二 2二亠[D1 -(D142 _3-2h j1)]L 10 = 0.05816kgG t--- 定子齿重Gt is b th t ZL 10’-0.0173kg3. 轴承摩擦损耗P mpn =K mp G p n” 10 - 1.05WKmp=3,G p为磁钢重转子轭重转轴重传感器转子重的和（K mp =3为默认情况,可让用户自己指定）G p =G m G g G r = 0.035kg4. 风损P mpb =2D；n N L 10^=0.13W5. 机械损耗和铁损p—P Fe • P mpn • P mpb =5.29W6. 考虑到附加损耗后的机械损耗和铁损p = 1.3p = 6.877W （系数可选）7. 开关管损耗p •.. = 21 a，：丄U = 1.358W8. 电机总损耗p Cu p p ..,=15.1W9. 输入功率P二卩“匚=46.56W10. 输出功率P N= P —送p=31.46W11 效率也x100% =67.57%P12. 摩擦转距T0 =9^6p = 0.00657N.mnN13. 额定输出转距T2 二T em -T。