六极以上电机设计计算公式

1、永永磁磁电电机机计计算算机种型号:核准:确认:作成:机种编号:本公式使用中不许自行改动,以防计算结果错误.(当前版本:A/1.0)一、产品技术要求: 额定电压:Uh12V/DC额定转速:nh2600rpm额定电流:IhA 额定转矩:MhNm额定功率:P250W额定效率:h%环境温度:85工作模式:S1:连续运转工作模式二、产品技术参数:(尺寸单位通常用cm,线径用mm) 1.电机极数2P= 1极 2.机壳外径Dc= 7cm 3.机壳厚hc= 0.25cm 4.机壳等效长lc= 8cm 5.磁瓦厚度hm= 0.7cm 6.磁瓦内半径Rmi= 2.55cm 7.磁瓦长度Lm= 3.8cm 8.磁瓦

2、宽度Bm= 5.8cm 9.磁瓦等效夹角m= 130.56度 10.磁瓦有效面积Sm= 17.6041cm2 11.永磁体排号Y30永磁体性能Br= 0.395THcb= 255KA/mHcj= 255KA/mBH(max)=32J/m3r=6.9536cm36.953610-4WbFm= 178.5A 12.转子外径D2= 5cm 13.转子槽数Z2= 12槽 14.转子齿距t2= 1.309cm 15.转子气隙高度= 0.05cm 16.转子冲片参数(见图2) 槽口宽度b02= 0.28cm 槽口高度h02= 0.125cm 转子齿宽度bt2= 0.38cm 轴孔直径D0= 0.8cm 槽

3、底圆中心半径Rz1= 1.43cm 槽底圆半径r1= 0.19cm 槽上部圆角半径r2= 0.1cm 17.铁心长度Lt2= 3.2cm 18.换向器直径DK= 2.25cm 19.换向器片数K= 12片 20.虚槽数Ak= 1cm 21.电刷宽长a/b= 0.80.8 22.电刷面积Sk= 0.64cm2 23.每半槽圆心角= 15度 24.转子槽面积Ss= 0.59932cm2可用CAD:bo;List 求Ss=0.6355cm2三、磁路计算:(半磁路法)(注:以下Ht2为齿的磁密度) 1.漏磁系数= 1.1 2.铁心叠装系数Kfe= 0.95 3.机壳横载面积Sc= 2cm2 4.极弧系

4、数= 0.72533 5.机壳磁路长度Lc= 5.30144 半磁路 6.转子齿面积St2= 1.1552cm2 7.转子齿高度ht2= 1.26cm 8.转子轭高度hj2= 0.84cm 9.转子轭面积Sj2= 2.5536cm2 10.气隙系数K= 1.1274 11.气隙磁压降F= 450.961*B 12.气隙磁通= 18.230*B 13.机壳磁密度Bc= 5.01314*B 14.机壳磁场强度 10#钢查Bc表得Hc(A/cm) 15.机壳磁压降Fc= 5.30144 *Hc(A) 16.转子齿磁密度Bt2= 3.62603*B 17.转子齿磁场强 硅钢片由Bt2表查得Ht2 18

5、.转子磁压降Ft2= 1.26*Ht2 19.转子轭磁密度Bj2= 3.5694*B 20.转子轭磁路长Lj2= 1.28805cm 21.转子轭磁场强 硅钢片由Bt2表查得Hj2 22.转子轭磁压降Fj2= 1.28805*Hj2FM1.7850 23.总磁压降F= F+Fc+Ft2+Fj2气隙总磁通 07.2918 24.总磁通= * 25.铁磁工作图(表1及图3) 26.两线之交点为工作磁通点,通过该点 可查得: B= 0.3T Bc= 1.5039T = 5.4689 10-4wbBt2= 1.0878TBj2= 1.0708T表10.0599 0.1225 0.1626 0.2740

6、.5215 1.1127气隙磁密BT0.10.20.250.30.350.4气隙磁通=18.23B10-4wb1.82296 3.645924.55745.46888 6.38037 7.29185气隙磁压降F=450.96 BA45.190.1923112.74135.288 157.836 180.385机壳磁密Bc=5.0131 BT0.50131 1.00263 1.25329 1.503941.7546 2.00526机壳磁场Hc(对应机壳磁密查表)A/cm2.55.78.925.567.5173齿部磁密Bt2=3.626 BT0.36260.72521 0.90651 1.0878

7、1 1.26911 1.45041齿部场强Ht2(cm转为m*0.01)A/cm0.6060.8151.051.412.386.69齿轭磁密Bj2=3.5694 BT0.35694 0.71388 0.89235 1.07082 1.24929 1.42776齿轭场强Hj2(cm转为m*0.01)A/cm0.60.8051.031.372.225.25机壳磁压降Fc=5.3014 HcA13.2536 30.2182 47.1828 135.187 357.847 917.149齿部磁压降Ft2=1.26 Ht2A0.763561.02691.3231.77662.99888.4294齿轭磁压

8、降Fj2=1.2881 Hj2A0.77283 1.03688 1.32669 1.76463 2.85948 6.76228总磁压降F=F+Fc+Ft2+Fj2A59.89122.47162.57274.02521.541112.72总磁通=*10-4wb2.00526 4.01052 5.01314 6.015777.0184 8.02103四、电路计算: 1.绕组方式单叠铁磁工作曲线00.511.522.533.5012345678910总矫顽力:F(KA)气隙总磁通:10(-4)wb工作特性图246810120.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.0

9、0 70.00 80.00 90.00 100.00 -6000-4000-20000200040006000800010000功率效率转速 2.效率估计= 0.65*100% 3.并联支路对数= 1对 4.反电动势初算Ei= 9.2V 5.空载转速no= 2990cm比例系数Kk= 1.15 6.绕组导体数Nc= 337.574根取整后导体数Nc= 336根 7.总绕线匝数Wz= 168*100% 8.每个线圈匝数w= 14匝 9.设定槽满率Ks= 0.3*100% 10.导线并联根数Nb= 1根 11.计算线规格Dsu= 0.80133mm 12.线绝缘层厚Deu= 0.09mm 13.确

10、定线规格Dcu= 0.71mm 14.实际槽满率Ks= 0.56487 *100% 15.20时导线20= 0.2139/m 16.绕组两端直 线部分长度Ld= 0.5cm 17.端部长度系数Kd= 0.75 18.每匝线圈平 均长度Lwx= 19.181cm 19.转子电阻短 路系数K= 0.97*100% 20.转子电阻R220= 1.67148 21.转子工作电阻R275= 2.03461五、工作特性: 1.输入电流Ia(A) 2.一对电刷电压降Ukb= 0.5V 3.反电势Ei=Uh-R275*Ia 4.转速n= 326.523*Ei 5.换向器线速度Vk= 0.00118*n(m/s

11、) 6.转子铜损耗Pcu2= 2.03461*Ia2w 7.电刷铜损耗Pkb= 0.5*Ia2w 8.硅钢片比重fe= 7.800g/cm3 9.铁心单位铁损耗系数(1.5T、50Hz)pfe= 4W/Kg 10.合成铁损系数(13)=1.5 11.转子齿重Gt2= 0.13624Kg 12.转子轭重Gj2= 0.10262Kg 13.转子铁损Pfe=2.24461E-05n1.3 14.电刷对数Ps= 1对 电刷横截面积Sk= 0.64cm2 电刷压强Pb= 3N/cm3 磨擦系数= 0.3机械损耗系数Kj= 0.04*100% 15.电刷与换向 器间磨擦损耗Ppb= 1.35717 n*1

12、0-3W16.轴承及风磨损耗Pwf= 0.66667 n*10-3W24681012 17.总机械磨损Pmec= 2.02383 n*10-3W 9.9511 11.225 #NUM!#NUM!#NUM!#NUM! 功率工作特性图246810120.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00 -6000-4000-20000200040006000800010000功率效率转速 18.总损耗P=Pcu2+Pkb+Pfe+Pmec41.4623.38#NUM!#NUM!#NUM!#NUM! 效率 19.输入功率P

13、1= 12*Ia2426.3 1097.6 -231.1-1560-2888-4217 转速 20.输出功率P2= P1-PW 21.效率= P2/P1*100% 22.输出转矩M2=9.549*P2/nNm 23.工作特性图转子电流IaA24681012电阻压降UR2= 2.0346 *IaV4.06923 8.13846 12.2077 16.2769 20.3461 24.4154电刷压降Ukb= 0.5VV0.50.50.50.50.50.5反电势Ei= Uh-Ukb-UR2T7.43.36154 -0.7077 -4.7769 -8.8461 -12.915转速n= 326.52 *Eir/min2426.31 1097.62 -231.08 -1559.8 -2888.5 -4217.2转子铜损耗Pcu2= 2.0346 *Ia2W8.13846 32.5538 73.2461 130.215 203.461 292.985电刷损耗Pkb= Ukb*IaW123456铁损耗Pfe=2.24461E-05*10-6n1.3W5.64381E-072.01247E-07#NUM!#NUM!#NUM!#NUM!机械损耗Pmec= 2.0238 n*10-3WW4.910462.2214-0.4677 -3.1567 -5.8458 -8.5348总损耗P=Pcu2+Pkb+