永磁直流电动机电磁计算程序-060513
永磁直流电机计算程序
额定电压U N24V额定效率η0.75
电枢外径Da 4.4cm槽数Q10
电枢长度la4cm磁体磁密Br0.39T 气隙δ0.05cm预计满载气隙磁密B’δ0.3042（0.6-0.85）Br 电枢计算长度l’a 4.1cm预计满载磁通Φ0.000685主极极数P1绕组对数α1
极距τa 6.911504额定转速n N2292.82
极弧系数αp0.780.6‐0.75理想空载转速2647.521
计算弧长b’p 5.490973空载转速2600
预计电枢电动势E’a20电负荷A11.30362预计导体数N’764.2208支路电流Ia 1.5625
每槽导体数N’s76.42208导线电密预计值J’a 5.26 4.5-8A/mm^2每槽元件数u1导线截面积预计值S’cua0.297053mm^2
每元件匝W’a38.21104裸线直径da0.5
规整为整数Wa5绝缘直径dai0.59
电枢导体数N100导线截面积Scua0.5
并绕导线数N11每槽导体所占面积Sd0.03481cm^2
导线电密Ja 3.125
热负荷Aja35.32381
转矩常数KT0.083297
电动势常数KE0.008723
额定功率P N75裸线直径 v 1.2额定电流I N 3.125 1.1输出功率P256.251输出转矩T0.2342910.9
0.85
截面积最大线径
1.131 1.31
0.98 1.23
0.7854 1.11
0.63620.99
0.578。
直流电机电磁计算程序的设计
（ 如 图５）。
所产生 的磁 场是稳定 的。其定子 由机座 、主磁 极 、换 向
极及相应 的绕组构成 ，转子 为电枢 ，由电枢铁芯 、电枢 绕组和换向器等零 部件 组成 ，见图１ 。
线性插值公式 ：
） ， ） ＝ ＋ 熹 × 一 ）
抛物线插值公式 ：
关 键 词 ：直 流 电机 ； 电磁 计 算 ；Ｖ Ｃ ６ ． ０
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｏ ｆ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ
赵 小 敏 李 国丽 王群 京 周 睿 （ １ ．安 徽 大 学 合 肥 ２ ３ ０ ０ ３ ９ ； 姜 锟 方光 辉 ２ ．江 南 大 学 无 锡 ２ １ ４ １ ２ ２ ）
摘要 ：本 文介绍 了直流 电机 的结构特 点及 电磁 计算 的过 程，并用 Ｖ Ｃ ６ ． ０编 制了 电磁计 算程序，此程序适 用于 不同型号 的直流 电机 的电磁 计算，可 以缩短 电机设计 的时 间，提 高计 算效 率。
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａｌ Ａｐｐ ｌ ｉ ａ ｎ ｃ ｅ ｓ Ｓ ｅ ｐ． ２ ０ １ ４ ６１
技术创新 ・ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｉ ｎ ｎ ｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
滑动接触 ，使外 电路 和电枢绕组相 连 ；磁极是 静止 的 ，
由 于 直 流 电 机 具 有 良好 的 起 动 性 能 ，能 在 宽 广 的范
异步启动永磁同步电动机电磁计算程序
18.9473684 0.9554 单层线圈
cm 37.504 1.5
7.752 7.71119523
0.6
0.83774302
sin
0
b1
b1 2 r1
2 r1 2bt1
y
Di1 2h01 hs1 h12 r1 2p
0
0.54606467
cm
12.92
β0-与线圈节距有关的系数，对单层
B 1
Kf
0 104 i 1Lef
E0 4.44 fKdp N 0 K
V
R1
Nt1
2 Lav N
d11 2
2
Nt
2
d12 2
2
Ω
ρ-铜线电阻率，见表6-1
端环电阻 RR
kcQ2 R DR 2p 2 AR
对铸铝转子 K B 1.04
对铸铝转子 K B 1
kc
4m NK dp Q2
异步启动永磁同步电动机电磁计算程序
序
名称
一
、
额
定
数
据
和
技
术
要
求
公式
单位
1 额定功率
PN
kw
2 相数
m
3 额定线电压
UNl
V
4 额定频率
f
HZ
5 极对数
p
U N U Ni / 3
6 额定效率
ηN
%
7 额定功率因数
cosφN
8 失步转矩倍数
T poN
倍
9 起动转矩倍数
TstN
倍
10 起动电流倍数
I
stN
铸铝转子
mAl 2.7Q2 AB LB LB 2 ARDR 10 5 kg
永磁直流电机电磁设计算例
手工输入公式计算，不可改．关键判定，提示说明．数据引用序号名称符号或算式单位一额定数据1额定功率P N W 2额定电压U N V额定转速n N rpm 额定电流I N A额定转矩T N=9.549*P N/n N N.m 起动转矩倍数T stN二主要尺寸及永磁体尺寸选择额定效率ηN =P N/(U N*I N*COSØ)*100%计算功率P'=((1+2η/100)/(3ηN/100))*P N W感应电势E'a=((1+(2ηN/100))/3)*U N V极对数p永磁材料类型预计永磁体工作温度t℃永磁体剩磁密度Bt20T工作时永磁体剩磁密度Br=(1-(t-20)*αBr/100)*(1-IL/100)*Bt20T剩磁温度系数αBr%K-1剩磁温度不可逆损失率IL%永磁体计算矫顽力Hc20KA/M工作时永磁体计算矫顽力Hc=(1-(t-20)*αBr/100)*(1-IL/100)*Hc20KA/M永磁体相对回复磁导率μr=Br/(μ0*Hc)/1000真空磁导率μ=4*PI*10-7工作温度下退磁曲线的拐点b k电枢铁心材料铁芯叠加系数K Fe电负荷预估值A'A/cm 气隙磁密预估值B'δ=(0.60-0.85)Br =0.8Br T永磁直流电机电磁计算程序和算例:支路电流Ia=I N/(2*a)预计电枢电流密度j'2=5-13A/mm²预计导线截面积A'Cua=Ia/j'2并绕根数N t计算导线裸线线径d'=(4A'Cua/PI)1/2导线裸线线径d0mm导线绝缘后线径d mm实际导线截面积ACUa=PI*Nt*d02/4mm²实际电枢电流密度j2=Ia/A CUa实际热负荷△=AJ2槽形选择槽口宽度b02cm槽口高度h02cm槽下度半径r22cm槽上部倒角半径r23cm槽上部高度h2, h2=r23cm槽上部宽度d1cm槽中部高度h22cm槽下部宽度d2cm槽下部倒角圆心距d3cm槽高ht2cm齿宽bt2, 近似取平行齿cm槽净面积As=PI*(r222+r232)/2+h22(d1+2r22)+r23*d3-Ci(PI*r22+2*h22+d1)cm²槽绝缘厚度Ci cm 槽满率Sf=Nt*Ns*d2/As%线圆平均半匝长度Lav=La+Ke*Da, Ke=(1.35,p=1)cm 电枢绕组电阻Ra=ρ*N*Lav/(4*Acua*a2)Ra20(ρa20=0.1785*10-3Ω.mm2/cm)ΩRa75(ρa75=0.217*10-3Ω.mm3/cm)Ω转子冲片内径D i2, D i2=(0.15-0.25)Da mm转子冲片内径圆整mm 电枢轭高h J2=(Da-2*ht2-Di2)/2mm 电枢轭有效高h j21=h j2+Di2/8mm 四磁路计算气隙系数Kδ, Kδ=(1.01-1.1)气隙磁通密度Bδ=Ф'δ*104/(α*τ*Lef)T每对极气隙磁位差Fδ=1.6*Kδ*δ*Bδ*104A:0.2970.04142857110.2296704060.23OK0.25 漆膜厚度0.01mm0.0415475636.979952136531.1938393半梨形槽0.270.1150.20.10.10.6950.6944412910.7230.7230.40.4951.1380.2494412910.460187990.02336.6697966110.3741148.1351873258.517286540.7860.8OK1.0821.1821.0890.269372444375.48363780.000632167。
调速永磁同步电机的设计计算程序
c
38. 永磁体相对回复磁导率
µr =
1.139 Br × 10−3 = × 10 −3 = 1.052 H / m −7 4π × 10 × 862.082 µo H c 式中µ0 = 4π × 10−7 H / m
39. 最高工作温度下退磁曲线的拐点 bk = 0 40. 永磁体宽度 bM = 4.6cm 41.永磁体厚度 hM = 1.55cm
kt =
Ft1 + Fδ 18.252 +1148.12 = =1.016 F 1148.12 δ
ΣFaq = Fδ q + Ft 1 + Fj1 = ( 937.875 +18.252 +108.249 ) A =1064.376 A
t1leff Bδ 0 bt1lFe
=
1.483 × 19.15 × 0.661 = 1.391T 0.748 × 18.05
60.定子齿磁压降 Ft1 = 2 H t10 ht′1 = 2 × 5.4 × 1.69 A = 18.252 A 式中 H t10 = 5.4 A / cm ,根据 Bt10 查第二章附录 2E-3 61. 定子轭计算高度
26.每槽导体数 N s1 = 13 27.并联支路数 α1 = 1
28.每相导体串联导体数 N Φ1 =
Q1 N s1 36 × 13 = = 156 m1α1 3 ×1
′= 29.绕组线规 N1S1
IN 26.35 = = 6.57 mm 2 α1 J1′ 1× 4.010
2
式中,定子电流密度 J ′ = 4.01A / mm ,并绕根数 N1 = 3 , 线径选取 d1 / d 2 = 1.6mm / 1.67 mm 30.槽满率 （1）槽面积
永磁直流电动机计算程序
cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm2 % cm Ω Ω cm cm cm
T A T A/cm A T A/cm A cm T A/cm A cm A
H
第 3 页，共 6 页
0.12 0.2 0.2 0.2
0.87 0.87
0.4 0.47
1.4 0.36 0.70422
W V r/min A
% W V
℃ T
%k-1 %
KA/m
A'
Bδ'=(0.6--0.85)Br αi=0.6---0.75 λ=0.6----1.5
Da=6.1*P'*10000/αi/A'/nN/λ(开三次方) La=λ*Da
取 冲L片a厚为度整数
0.2 0.35
0涂.5漆膜冲片 气化膜或磷化膜冲片 τ=π*Da/2/p
Am Fabn Fabs bmn hmn fa' λσ Sm=(Dme--Dmi)*La Lm=π*(Dme--Dmi)*(1-α/2)/4
Baq
H cm2
A A A
Wb KJ/m3 cm2
KJ/m3
cm cm
cm2
A/cm2 cm V cm m/s cm V
V T
磁钢的平均恢复导磁率
第 4 页，共 6 页
突然起动时 瞬时堵转时
Amax
115 交轴电枢磁动势
116 换向元件电枢磁动势
117 电枢总去磁磁动势
118 最大去磁时永磁体工作点
bmh
hmh
电枢去磁磁动势标幺值
119 可逆退磁校核
大于bk=0.2
八 工作特性
120 电枢绕组铜耗
永磁同步伺服电机电磁计算流程
永磁同步伺服电机电磁计算流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!永磁同步伺服电机电磁计算流程实际应用首先，进行永磁同步伺服电机电磁计算之前，需要进行一系列准备工作。
永磁直流电动机电磁设计程序(论文)
2．4、电路计算 电路计算主要是计算槽满率、电流、线负荷、电流密度。在这里，我们由已知的额
定转矩 TN，和计算得出的电枢电阻可以得到电动机的机械特性曲线，从而求得额定转速 nN、额定电流 IN。
元件匝数 nw=35 匝、虚槽数 u＝1、裸线直径 di＝0.23mm、漆包线直径 dii＝0.265mm。 总导体数
北 京 航 空 航 天 大 学 毕 业 设 计 (论 文 )
第3页
槽口宽 b02＝1.6mm 齿宽 bt2＝2mm 齿数 nZ＝5 节距 y1＝2 定子尺寸：
图 2.1 半梨形槽
壳体外径 De1＝28mm 壳体内径 Di1=磁钢外径 Dem＝26.2mm 壳体轴向长度 lj＝29mm 磁钢内径 Dim＝18mm 磁钢轴向长度 lm＝15mm 磁钢圆弧机械角度β＝123°
pNC 2π a
＝55.732
电枢电势
其中 短距因数
Ea = K pCeφδ nN =4.617(V)
Kp
= sin(π 2
y1 τ
)
=0.951
此处的极距τ=nZ/p 是用槽数表示的。 电枢电流
ia
=
U
− Ea R
=1.69(A)
（2.34） （2.35）
（2.36） （2.37）
（2.38） （2.39） （2.40） （2.41）
＝0.87
（2.10）
气隙磁路计算：
Bδ
= φδ ατ lef
＝0.428 φδ
(Gs)
（2.11）
极弧系数
α = 2 pβ ＝0.683 360
极距
τ
=
π De2 2p
=2.67(cm)
（2.12）
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h2=r23
75度时的电阻 25度时的电阻
76 转子冲片内径 77 电枢轭高 78 电枢轭有效高 四 磁路计算 79 气隙系数 式中s=
cm cm cm cm cm cm cm cm cm cm2 % cm Ω Ω cm cm cm
Hale Waihona Puke 0.2 0.2 0.2 0.87 0.87 0.4 0.47 1.4 0.36 0.70422 11.22 0.151382753 0.124084224 0.8 0.8 0.9 1.093883332 0.042337915
% W V
Br20 工作温度时的剩磁密度为 αbr为Br的温度系数 IL为Br的不可逆损失率 Hc20 工作温度时的矫顽力为 Hc=[1-(t-20)αBr/100](1-IL/100)Hc20 μr=Br/μ0Hc/1000 bk A' Bδ'=(0.6--0.85)Br αi=0.6---0.75 λ=0.6----1.5 Da=6.1*P'*10000/αi/A'/nN/λ(开三次方) La=λ*Da 取La为整数 冲片厚度 0.2 0.35 涂漆膜冲片 0.91 0.93 气化膜或磷化膜冲片 0.93 0.95 τ=π*Da/2/p δ
永磁直流电动机电磁计算程序
序号 一 1 2 3 4 5 二 6 7 8 9 10 11 12 名称 额定数据 额定功率 额定电压 额定转速 额定电流 起动转矩倍数 主要尺寸及永磁体尺寸选择 额定效率 计算功率 感应电动势初算值 极对数 永磁体材料类型 预计永磁体工作温度 永磁体剩磁密度 符号或算式 PN UN nN IN TstN ηn=PN/UNIN*100 P'=(1+2ηn/100)/(3ηn/100)*PN E'a=(1+2ηn/100)/3*UN p 单位 W V r/min A 计算结果 154.5 13 3350 19.5 5 60.94674556 187.50 9.615384615 1 铁氧体 0.4 过渡用值 3.1415926 π 5 短距绕组y1
2.30
六 99
cm cm cm2 A/cm2 cm V cm m/s cm V
100 101 102 103 104 105 106 107 108
109
Baq
V T
磁钢的平均恢复导磁率 110 换向元件中合成电动势 小于0.5V V
0.6 0.6 1 0.36 1 54.16666667 1.4 0.8 2.5 4.385139671 0.654498458 0.135005868 4.036484279 1.747272727 1.065527066 1.223684486 0.088166387 0.000171066 3.823841793 0.7 5.65487E-06 1.25664E-06 0.223172255
cm
112 换向区宽度检查
cm
2.609356793 1.248 1.361356793 2.6094 1.248 1 5 短距绕组y=4 1.3614 2.025698908
七
最大去磁校核 113 不同工作时的最大瞬时电流 突然起动时 瞬时堵转时 114 直轴电枢磁动势 Amax 115 116 117 118 交轴电枢磁动势 换向元件电枢磁动势 电枢总去磁磁动势 最大去磁时永磁体工作点 bmh hmh
1.006258889 0.34 297.5362662 1.469842162 20.1 59.08765492 1.21702931 1.8 4.523893344 2.51327408 2.154883889 60 461.8141122 7.69690187 822.9619266 1.0539E-06 2.93475E-07
大于bk=0.2 W W W PFe=pFe（Bj22Gj2+Bt22Gt2）(f/50)1.3 W/Kg pFe—单位损耗，根据冲片材料及工作频率查出 Gt2=7.8KFelt2π/4｛[De22-（Dxj2-dx2）2]-ZSS｝10-3 Kg Kg Gj2=7.8KFelt2*π/4[（Dxj2-dx2）2-Di22]*10-3 W W W W W % A 57.56329193 15.6 6.928002024 6.3 0.254442814 0.123831628 1.5 2.762637993 6.18 8.942637993 89.03393195 243.533932 63.44085145 18.73337938
永磁体结构形式 极弧系数 磁瓦圆心角 永磁体厚度 永磁体轴向长度 电枢计算长度 永磁体内径 永磁体外径 电枢圆周速度 机座材料 机座长度 机座厚度
αp,取αp=αi θp,对瓦片形结构θp=αp*180° hm Lm Lef Dmi=Da+2δ+2hp Dmo=Dmi+2hm Va=πDanN/6000 合理选择 Lj=(2.0---3.0)La 漏磁系数σ Dj=Dmo+2hj 在小功率直流电动机中，通常两极的采用单叠绕组 单叠绕组a=p；单波绕组a=1 Q t2=πDa/Q φδ'=αi*τ*Lef*Bδ'*10-4 N'=60aE'a/p/φδ'/nN Ns'=N'/Q
1.1 0.2 DW470-50 130 0.34 0.69 0.81 5.2 4.212 4.2 0.94
138.2069621 5.17023131
23 极距 24 气隙长度
8.16814076 0.05
第 1 页，共 6 页
25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
8.273172953
A/cm A A/mm2 mm2
0.75118348 0.56427663
mm mm2 A/mm2 A2/(cm*mm2) cm cm
第 2 页，共 6 页
63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75
槽下部半径 槽上部倒角半径 槽上部高度 槽上部宽度 槽中部高度 槽下部宽度 槽上部倒角圆心距 槽高 齿宽 槽净面积 槽满率 线圈平均半匝长度 电枢绕组电阻
第 3 页，共 6 页
Am 94 主磁导标幺值 95 外磁路总磁导 96 直轴电枢去磁磁动势 Fabn Fabs bmn hmn fa' λσ 计算磁能积 计算磁钢平均截面积 磁钢平均磁路长度 选择磁钢的磁积能 换向计算 电刷尺寸 电刷长Lb 电刷宽bb 电刷对数pb 电刷面积 每杆电刷数 电刷电流密度 换向器长度 一对电刷接触压降 换向器直径 换向器圆周速度 换向器片距 换向元件电抗电动势 漏磁导和 槽部比漏磁导 绕组端部比漏磁导 齿顶比漏磁导 换向元件交轴电枢反应电动势 Sm=(Dme--Dmi)*La Lm=π*(Dme--Dmi)*(1-α/2)/4
123 124 125 126 127 128 129
3.93138779
第 5 页，共 6 页
130 131 132 133 134 135
实际感应电动势 满载实际转速 起动电流 起动电流倍数 起动转矩 起动转矩倍数 Tn
V r/min A N.m
9.364089451 3373.85036 80.5904222 4.132842164 2.1862 4.9641 0.440394179
℃ T
13 永磁体计算矫顽力
%k-1 % KA/m
320
14 15 16 17 18 19 20 21 22
永磁体相对回复磁导率 工作温度下退磁曲线的拐点 电枢铁心材料 电负荷预估值 气隙磁密预估值 计算极弧系数 长径比预估值 电枢直径 电枢长度 叠片系数KFe
A/cm T
cm cm cm 0.5 0.94 0.96 cm cm
（°） cm cm cm cm cm m/s m/s cm cm
37 机座外经 三 电枢冲片及电枢绕组计算 38 绕组形式 39 绕组并联支路对数 40 槽数 41 槽距 42 预计满载气隙磁通 43 预计导体总数 44 每槽导体数NS＇ 45 每槽元件数 46 每元件匝数 47 实际每槽导体数 48 实际导体总数 49 换向片数 50 实际电负荷 51 支路电流 52 预计电枢电流密度 53 预计导体截面积 54 并联根数 55 导线裸线线经 56 导线绝缘后线经 57 实际导线截面积 58 实际电枢电流密度 59 实际热负荷 60 槽型选择 61 槽口宽度 62 槽口高度
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cm2
A A A
97 永磁体负载工作点
98 实际气隙磁通
Wb KJ/m3 cm2 KJ/m3
32.86925187 3.5912 4.309426369 2.29183122 0 2.29183122 0.810963706 0.189036294 0.000852616 8.8772E-04 0.718237728 26.5183 5.88 6.173229459 28.5～32
A A A A A A/cm A A A
98.32031508 98.32031508 80.5904222 0 11.55556757 577.7783785 1628.184418 3279.479971 0.316527624 0.683472376 0.610022316
电枢去磁磁动势标幺值 119 可逆退磁校核 八 工作特性 120 电枢绕组铜耗 121 电刷接触电阻损耗 122 电枢铁损耗 电枢齿质量 电枢轭质量 k 电刷对换向器的摩擦损耗 轴承摩擦和电枢对空气摩擦损耗 总机械损耗 总损耗 输入功率 效率 电流校核
1.017777778 0.26666667 0.066081005 3.75 0.132551532 0.13333333
km= 80 81 82 83 84 85 86 87 气隙磁通密度 每对极气隙磁位差 电枢磁通密度 电枢磁场强度 电枢齿磁位差 电枢轭磁通密度 电枢轭磁场强度 电枢轭磁位差 Lj2 88 定子轭磁通密度 89 定子轭磁场强度 90 定子轭磁位差 Lj1 91 外磁路总磁位差 五 负载工作点计算 92 气隙主磁导 93 磁导基值 T A T A/cm A T A/cm A cm T A/cm A cm A H H