稀土永磁无刷直流电动机的设计实例

稀土永磁无刷直流电动机的设计实例,1、主要技术指标,额定功率18W额定电压27V额定转速10000r/min工作方式长期,2、主要参数确定,预取效率0.63计算功率21.52W预取线负载S70A/cm预取气隙磁感应强度B5000Gs预取计算极弧系数ai0.91长径比1.13电枢内径1.54cm取电枢内径Di11.5cm,2、主要参数确定,取极对数p2取电枢铁芯长L=Di11.7cm极距=Di1/2p1.18cm取永磁体轴向长Lm1.7cm,3、定子结构,齿数Z12齿距t=d/z0.39cm齿距角tj=360/Z30定子槽型梯形口扇形槽槽型尺寸槽口宽b010.12cm槽口高h010.05cm槽肩高hX10.01cm槽深hS10.44cm电枢轭高hj10.19cm平均齿宽bt0.14cm,3、定子结构,齿高ht0.5cm气隙系数1.1槽面积SS0.17cm2电枢铁芯沿轭部磁路长1.34cm定子冲片材料DW310-0.35电枢冲片叠片系数KFe0.93电枢冲片材料名密度7.65gcm电枢冲片比损耗P(10/50)1.23W/Kg,4、转子结构,瓦片磁钢径向冲磁磁钢外径Dm=Di1-21.39cm磁钢厚度Hm0.2cm磁钢内径Dmi0.99cm磁钢磁化方向截面积1.446cm2,4、转子结构,磁钢材料参数磁钢材料NNF27SH剩磁感应强度Br10700Gs矫顽力Hc9400A材料密度8.1g/cm3r对应的磁通r=BrSm14535MaHc对应的磁势Fmc=2Hc0.8Hm2333A转子磁轭材料10#钢转子磁轭磁路计算长度Lj20.59cm转子轭高bj20.29cm,5、磁路计算,取漏磁系数1.2气隙磁通=BaiLm电枢齿磁感应强度电枢轭磁感应强度转子轭磁感应强度,5、磁路计算,气隙磁势F=1.6KB电枢齿磁势Ft=2Htht电枢轭磁势Fj1=Hj1Lj1转子轭磁势Fj2=Hj2Lj2总磁势F=F+Ft+Fj2+Fj1总磁通m=,5、磁路计算,空载工作点：空载气隙磁密B5115Gs空载气隙磁通9321Ma空载电枢齿磁感应强度Bt15046Gs空载电枢轭磁感应强度Bj114997Gs空载转子轭磁感应强度Bj211152Gs,6、电路计算,三相六状态绕组系数1预取空载转速n11000r/min每相绕组串联匝数87电枢总导体数N=2m522每槽导体数NS=N/Z44选取每槽导体数NS44实际空载转速10856r/min绕组端部长2.05cm绕组每匝平均长Lav=2(L+bl)7.5cm,6、电路计算,预估槽满率KS0.5选取导线QYZ0.4mm导线最大外径dmax0.46mm温度范围-60155绝缘等级F槽满率KS=NSddmax2/SS0.4每相电枢绕组电阻0.91导线截面积0.1257设工作温度为751.111,7、电枢反应计算,起动电流ISt=(U-2U)/2R2011.61A起动时直轴电枢反应最大值437A额定工作时的反电势2343V额定工作时的电枢电流Ia=(U-E-2U)/2Ra751.07A额定工作时的最大直轴去磁电势Fwdm=30.5Iaw/240A,7、电枢反应计算,负载工作点：负载时气隙磁通9190Ma负载时气隙磁感应强度B5042Gs负载时定子齿磁感应强度Bt14834Gs负载时定子轭磁感应强度Bj14785Gs额定工作时电磁转矩0.02649Nm起动电磁转矩0.243Nm,8、性能计算,转速n9997r/min取工艺系数a3.5电枢铁耗3.74W电枢铜耗PCu=2Ia2Ra752.53W,8、性能计算,轴承摩擦损耗Pmpn=3GPnN10-30.52WGP转子重风损Pmpb=2D23nN3L0.11*105W机械损耗和铁损P=PFe+Pmpn+Pmpb开关管损耗P=2IaU1.28W,8、性能计算,总损耗P=Pcn+BP+P