永磁直流电机电磁设计算例.xls

永永磁磁直直流流电电机机电电磁磁计计算算程程序序和和算算例例 手工输入 公式计算 不可改 关键判定 提示说明 数据引用 序序号号 名名称称符符号号或或算算式式 一一额额定定数数据据 1 额定功率PN 2 额定电压UN 额定转速n N 额定电流IN 额定转矩TN 9 549 PN nN 起动转矩倍数TstN 二二主主要要尺尺寸寸及及永永磁磁体体尺尺寸寸选选择择 额定效率 N PN UN IN COS 100 计算功率P 1 2 100 3 N 100 PN 感应电势E a 1 2 N 100 3 UN 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Bt20 工作时永磁体剩磁密度 Br 1 t 20 Br 100 1 IL 100 Bt20 剩磁温度系数 Br 剩磁温度不可逆损失率IL 永磁体计算矫顽力Hc20 工作时永磁体计算矫顽力 Hc 1 t 20 Br 100 1 IL 100 Hc20 永磁体相对回复磁导率 r Br 0 Hc 1000 真空磁导率 0 4 PI 10 7 工作温度下退磁曲线的拐点bk 电枢铁心材料 铁芯叠加系数KFe 电负荷预估值A 气隙磁密预估值B 0 60 0 85 Br 0 8Br 计算极弧系数 i 0 6 0 75 长径比预估值 0 6 1 5 电枢直径Da 6 1 P 104 A B nN 1 3 电枢直径圆整 电枢长度La Da 电枢长度圆整 极距 PI Da 2p 气隙长度 永磁体结构型式 极弧系数 P P I 磁瓦圆心角 P P P 180 永磁体厚度hM 永磁体轴向长度LM LM La LM LM 1 1 1 2 La 电枢计算长度Lef Lef La 2 Lef Lef La L a hM L a 0 45 0 5 LM La hM 永磁体内径Dmi Da 2 永磁体外径Dmo Dmi 2hM 电枢圆周速度Va pi Da nN 6000 机座材料 机座长度Lj 2 0 3 0 La 取Lj 2 8La 机座厚度hj i Lef B 2 Lj B j 机座厚度圆整 计算机座轭磁密B j B j 1 5 1 8 T 漏磁系数 1 1 1 3 机座外径Dj Dmo 2hj 三三电电枢枢冲冲片片及及电电枢枢绕绕组组计计算算 绕组型式 绕组并联支路对数a a p 槽数Q 槽距t2 pi Da Q 预计满载气隙磁通 Lef B 10 4 预计导体总数N 60 a E a p nN 每槽导体数N S N Q 每槽元件数u 每元件匝数W S N S 2 u 每元件匝数圆整为Ws 实际每槽导体数Ns 2 u Ws 实际导体总数N Q Ns 换向片数K u Q 实际电负荷A N IN 2 pi a Da 支路电流Ia IN 2 a 预计电枢电流密度j 2 5 13 预计导线截面积A Cua Ia j 2 并绕根数Nt 计算导线裸线线径d 0 4A Cua PI 1 2 导线裸线线径d0 导线绝缘后线径d 实际导线截面积ACUa PI Nt d02 4 实际电枢电流密度j2 Ia ACUa 实际热负荷 AJ2 槽形选择 槽口宽度b02 槽口高度h02 槽下度半径r22 槽上部倒角半径r23 槽上部高度h2 h2 r23 槽上部宽度d1 槽中部高度h22 槽下部宽度d2 槽下部倒角圆心距d3 槽高ht2 齿宽bt2 近似取平行齿 槽净面积 As PI r222 r232 2 h22 d1 2r22 r23 d3 Ci PI r22 2 h22 d1 槽绝缘厚度Ci 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 电枢绕组电阻Ra N Lav 4 Acua a2 Ra20 a20 0 1785 10 3 mm2 cm Ra75 a75 0 217 10 3 mm3 cm 转子冲片内径Di2 Di2 0 15 0 25 Da 转子冲片内径圆整 电枢轭高hJ2 Da 2 ht2 Di2 2 电枢轭有效高hj21 hj2 Di2 8 四四磁磁路路计计算算 气隙系数K K 1 01 1 1 气隙磁通密度B 104 Lef 每对极气隙磁位差F 1 6 K B 104 电枢齿磁通密度Bt2 t2 Lef B bt2 La Kfe 电枢齿磁场强度Ht2 查磁化曲线图表 电枢齿磁位差Ft2 2 ht2 Ht2 电枢轭磁通密度Bj2 104 hj21 La Kfe 电枢轭磁场强度Hj2 查磁化曲线图表 电枢轭磁位差Fj2 Lj2 Hj2 电枢轭部磁路平均计算长度Lj2 PI Dj2 hj2 2p 定子轭磁通密度Bj 104 2 hj Lj 定子轭磁场强度Hj1 Hj1 查磁化曲线图表 定子轭磁位差Fj1 Lj1 Hj1 定子轭部磁路平均计算长度Lj1 PI Dj hj 2p 外磁路总磁位差 F F Ft2 Fj2 Fj1 五五负负载载工工作作点点计计算算 气隙主磁导 F 磁导基值 主磁导标么值 外磁路总磁导 直轴电枢去磁磁动势 永磁体负载工作点 实际气隙磁通 六六换换向向计计算算 电刷尺寸 电刷长Lb 电刷尺寸 电刷宽bb 电刷尺寸 电刷对数pb 电刷面积Ab Lb bb 每杆电刷数Nb 电刷电流密度Jb IN Nb pb Lb bb 换向器长度Lk 一对电刷接触压降 Ub 换向器直径DK DK 0 5 0 9 Da 换向器圆周速度Vk PI DK nN 6000 换向器片距Tk PI DK K 换向元件电抗电动势 换向元件交轴电枢反应电动势 换向元件中合成电动势 换向区宽度 换向区宽度检查 七七最最大大去去磁磁校校核核 不同工况时的最大瞬时电流 突然起动时Imax UN Ub Ra20 瞬间堵转时Imax UN Ub Ra75 突然停转时Imax Ea Ub Ra75 突然反转时Imax UN Ea Ub Ra75 直轴电枢磁动势 交轴电枢磁动势 换向元件电枢磁动势 电枢总去磁磁动势 电大去磁时永磁体工作点 可逆退磁校核 八八工工作作特特性性 电枢绕组铜耗Pcua IN2 Ra75 电刷接触电阻损耗pb IN Ub 电枢铁损耗PFe k p10 50 f 50 1 3 mt2 Bt22 mj2 Bj22 k 2 3 铁损系数p10 50 查铁损手则 f p nN 60 电枢齿质量 mt2 7 84 Kfe La PI 4 Da2 Da 2 ht2 2 Q As 10 3 电枢轭质量 mj2 7 84 Kfe La PI 4 Da 2 ht2 2 Dt2 2 10 3 电刷对换向器的磨擦损耗pKbm 2 pb Ab pS Vk 电刷单位面积压力Ps 2 6N cm2 或 200 600g cm2 电刷摩擦系数 0 2 0 3 轴承磨擦和电枢对空气磨擦损耗pBf pWf 0 04PN 总机械损耗ptW pKbm pBf pWf 总损耗 P Pcua Pb Pfe PtW 输入功率P1 PN P 效率 PN P1 100 电流校核I N P1 UN 实际感应电动势Ea UN Ub I N Ra75 满载实际转速n 60 Ea p N 起动电流Ist UN Ub Ra20 起动电流倍数Ist I N 起动转矩Tst p N Ist 2 PI a 起动转矩倍数Tst TN 单单位位算算例例 W330 00 V230 00 rpm15 000 00 A2 50 N m0 14334375 6 67 51918159 W382 9166667 V180 1960784 1 铁氧体 120 T0 395 T0 316 K 10 2 0 KA M290 KA M232 1 083900043 1 25664E 06 0 15 DR510 50 0 97 A cm70 T0 2528 0 7 0 850 629770992 永永磁磁直直流流电电机机电电磁磁计计算算程程序序和和算算例例 cm5 279509875 cm5 24 OK cm4 454 cm4 5 OK cm8 230972752 cm0 08 瓦片形 0 72 129 6 0 85 cm4 5 钕铁硼 cm5 4 铁氧体 cm4 66 钕铁硼 cm4 932 铁氧体 0 464516129 cm5 4 cm7 1 m s41 15486376 mm12 62 803030303 cm0 216117343 cm0 25 NO T1 6 1 213 7 6 单叠 1 16 cm1 028871594 Wb0 000718372 1003 358155 62 70988472 2 15 67747118 1515422 5739645 60 960 32 72 89539378 1 25 A mm 7 0 178571429 1 0 476827227 mm0 47 OK mm0 49 漆膜厚度0 01mm mm 0 173494454 7 204841245 525 1997397 半梨形槽 cm0 27 cm0 115 cm0 2 cm0 1 cm0 1 cm0 6950 694441291 cm0 7230 723 cm0 4 cm0 495 cm1 138 cm0 249441291 cm 0 46018799 cm0 023 31 30459792 cm11 574 11 2 85790207 3 47431232 mm0 786 mm0 8 OK mm1 082 mm1 182 1 089 T0 224477037 A312 9030315 T1 046173155 A cm65 A147 94 T0 696173714 A cm21 A62 08101243 cm2 956238687 T1 383150993 A cm36 A415 6327081 cm11 545353 938 556752 7 65401E 07 0 000630 000718372 cm0 6 cm0 53 1 cm 0 318 1 A cm27 86163522 cm1 4 V2 5 cm3 2 m s25 13274123 0 628318531 79 60384732 65 48058408 51 14568354 289 821883 21 714452 6 25 7 174553612