无刷直流永磁电动机设计流程和实例

1、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：2. 额定电压：，直流3. 额定电流：3. 额定转速： 4. 工作状态：短期运行5. 设计方式：按方波设计6. 外形尺寸：二 主要尺寸的确定 1. 预取效率、2. 计算功率 直流电动机 ，按陈世坤书。长期运行 短期运行 3 预取线负荷 4 预取气隙磁感应强度 5. 预取计算极弧系数6 预取长径比（L/D）=27计算电枢内径 根据计算电枢内径取电枢内径值 8. 气隙长度9. 电枢外径10. 极对数p=111. 计算电枢铁芯长 根据计算电枢铁芯长取电枢铁芯长L= 12. 极距 13. 输入永磁体轴向长三定子结构1. 齿数 Z=62. 齿

2、距 3. 槽形选择梯形口扇形槽，见下图。4. 预估齿宽: ，可由设计者经验得1.43T，由工艺取5. 预估轭高: 可由设计者经验得1.53T，由工艺取根据齿宽和轭高作出下图，得到具体槽形尺寸6. 气隙系数 7电枢铁心轭部沿磁路计算长度 8槽面积电枢铁芯材料确定(从数据库中读取) 电枢冲片材料DW540-50电枢冲片叠片系数电枢冲片材料密度电枢冲片比损耗四.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3. 永磁体内径4. 永磁体极弧系数5. 紧圈外经D2=6. 永磁材料磁化方向截面积7. 永磁材料的选取永磁体材料：钕铁硼剩磁：1.1T矫顽力：796 kA/m永磁体材料密度:7.

3、4g/cm38. 对应的磁通9对应的磁势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 12转子磁轭沿磁路方向长度瓦片五、磁路计算1. 漏磁系数 2. 气隙磁通3空载电枢齿磁密4. 空载电枢轭磁密5. 空载转子轭磁密6. 气隙磁势7. 定子齿磁势8. 定子轭部磁势9. 转子轭部磁势10 总磁势11. 总磁通12.空载特性曲线计算（见表）。（因为表面磁钢永磁电机电动机负载时气隙的合成磁场与空载时差不多。）六电路计算1. 绕组形式及电子开关形式：两相导通星形三相六状态 2. 绕组系数 采用单层集中整距绕组，即第一节距每极每相槽数（m是相数；p为极对数）故绕组

4、系数3. 预取空载转速4. 每相绕组串联匝数 取5. 电枢总导体数6. 实际每槽导体数Ns=N/Z=82根7. 实际空载转速 8. 计算绕组端部长度9. 计算电枢绕组每匝平均长度10 预估导线截面积式中为预取导线电流密度为每相绕组支路数11. 导线选取选择F级绝缘导线QZY-2导线计算截面积导线最大截面积导线直径 12. 槽满率计算公式选择13. 实际导线电流密度14. 每相电枢绕组电阻式中为导线的电阻率设电机绕组的工作温度为75，则导线工作温度电阻式中为导线的电阻温度系数七电枢反应计算1. 起动电流 2. 起动时每极直轴电枢反应最大值3. 额定工作时的反电动势 4. 额定工作时电枢电流 5. 额定工作时最大直轴去磁磁势6. 负载工作点：根据和，可在空载永磁体工作图上作出负载和起动时的特性曲线2、3，求负载特性曲线与永磁体去磁曲线的交点，得负载工作点： 负载气隙磁感应强度负载气隙磁通负载电枢齿磁感应强度=1.5176T 负载电枢轭磁感应强度=1.6555T7. 额定工作时电磁转矩 8. 起动电磁转矩 八. 性能计算1. 电枢铜损2. 电枢铁损式中-铁损工艺系数，取-定子轭重-定子齿重3. 轴承摩擦损耗Kmp=3,为磁钢重 转子轭重 转轴重 传感器转子重的和 (为默认情况,可让用户自己指定)4. 风损5. 机械损耗和铁损6. 考虑