无刷直流永磁电动机设计流程和实例

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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：P N30W

2.额定电压：U N 48，直流

V

3.额定电流：I N1A

3.额定转速：n N10000r/min

4.工作状态：短期运行

5.设计方式：按方波设计

6.外形尺寸：0.0360.065m

二．主要尺寸的确定

1.预取效率0.63、

2.计算功率P i

直流电动机

' K m P N0.8530

P i40.48W，按陈世坤书。

N 0.63

长期运行

1 2

PN Pi

3

短期运行

1 3

PN Pi

4

3．预取线负荷A s'11000A/m

4．预取气隙磁感应强度B'0.55T 5. 预取计算极弧系数i0.8

6．预取长径比（L/D）λ′=2

Word资料

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7．计算电枢内径

6.1P i 6.1 40.48 10 2 m

D i13 3 1.37

i A s B

n N

0.811000 0.55

210000

根据计算电枢内径取电枢内径值D i1

1.4 102

m

8. 气隙长度 0.7 103

m 9. 电枢外径D 1 2.95

102m

10. 极对数p=1

11.计算电枢铁芯长 L D i1 2 1.4 102

2.8 102

m

根据计算电枢铁芯长取电枢铁芯长

L= 2.8102

m

12. 极距 Di13.14

1.410 2 2 m

2p

2

2.2 10

13. 输入永磁体轴向长L m L 2.8102

m

三．定子结构

1. 齿数

Z=6

2. 齿距 D

i1 3.141.410 2

10 2 m t

6

0.733

z

3. 槽形选择

梯形口扇形槽，见下图。

4. 预估齿宽: b t tB

0.733 102

0.55

0.294 10 2

m

，B t 可由

B t K

Fe

1.430.96

设计者经验得

1.43T ，b t 由工艺取0.295102

m

5. 预估轭高:

h

j1

a i B 2.2 0.8 0.55 0.32310 2 m

2lB j1K Fe

2KFeBj1

2 0.96 1.56

Word资料

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B j1可由设计者经验得 1.53T，h j1由工艺取0.325 102m

根据齿宽和轭高作出下图，得到具体槽形尺寸

6.气隙系数

t(5 b01)

1.135 K

2

t(5 b01)b01

7．电枢铁心轭部沿磁路计算长度

Li1 (D i12h t h j1)(1 i)h j12.064102m

2p 2

8．槽面积S 0.272104m2

Word资料

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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 Fe10.96

电枢冲片材料密度j17.75 103/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

2. 永磁体外径D m Di1 21.26102m

3. 永磁体内径D mi D m2H m0.86102m

4.永磁体极弧系数m0.8

5.紧圈外经D2=1.32102m

6.永磁材料磁化方向截面积

Word资料

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m L m D

m

0.82.8102

3.141.2610 2

10

4 m 2 S m

2

4.43 2p

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 ：796kA/m

永磁体材料密度 m

:7.4g/cm

3

8.B r 对应的磁通r

B r S m 4.87676 104

Wb

9．H c 对应的磁势F c 2H c (Dm

D

mi ) 3200A

2

10．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

b

j2

De2Di2

DmiDi2

0.86102

0.2102 0.33102

m

2 2

2

12．转子磁轭沿磁路方向长度

[瓦片]

L

j2b

j2 (De2Di2)(1

mi

)0.83102

m

4p

2

五、磁路计算

1. 漏磁系数 1.2

2. 气隙磁通

B iL4.926B

3 ．空载电枢齿磁密 B t

Bt

B

0.733

102

588B

b t K

Fe

0.295

102

2.

0.96

4. 空载电枢轭磁密B j1

4.926B 2.819B

2h j1K Fe L2

0..325

0.962.

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