无刷同步发电机电磁计算程序
无刷同步电机电磁计算程序
5.1 额定数据和主要尺寸
1．额定电压 U N V 380= 2．额定转速 n N 3000/min r = 3．额定频率 ?HZ 50= 4．额定功率因数 cos ?=0.9 5．额定电流 80N
I
A =
6．相数 m=3
7．确定功率:
600800.8 1.173.16P kw =???= 针对有会员
对公式7提出的质疑，经过分析和讨论，公式7更正为：
P=sqrt(3)×600×80×0.8=66.5kW ，以下步骤用此数据代入，恕不一一修正。 另，其他公式目前暂未发现错误之处，欢迎大家继续批评指正
8．根据功率取对应T2X-250L 电机，额定功率75N P kw = 9．效率 91.4%η= 10．极数 2p 12012050
41500
N f n ?=
== 11．计算功率：
' 1.0875
101.25cos 0.8E N K P P kw ??=
==
式中 1.08E K =（对于同步发电机取值）
12．极弧系数：极弧长度(0.630.72)p b τ=～
取'
p α=
0.67p
b τ
=
13．气隙磁密 (0.71.07)B T δ=～
取0.8B T δ=
14．取线负荷 280/280/
A K A m A c m == 15．电机的计算体积
3'
2'16.110il
p B dp N
P D lef K K A B n δα????=?
??
33
33
6.110101.25100.67 1.110.92280000.81500
27.110m -???=
?????=?
16．主要尺寸比：0.6 2.5λ=～ 17．定子铁心内径取值范围
il D =
0.23990.3860m
==～
18．定子铁心铁外径：
()111.42 1.420.23990.3407i D D m ===～0.3860～0.5481
按标准选取1430D mm =
则定子内径：11430302.823001.42 1.42i D D cm mm ==≈≈ 19．定子铁心有效长度：
23122127.1100.30113000.3i i D lef l lef m mm D -??≈==≈≈ 20．定子铁心净长度：
()3000.92276Fet Fet k k Fet l K l n b K l mm =-=?=?=
式中Fet K =0.92(对0.5mm 厚硅钢片) 在对发电机的计算中,k k n b 不计入Fet l 中
本次设计选用的硅钢片型号为：DR530-50对应的老牌号为D22 21．磁极铁心总长度：300m ef l l mm == 22．磁极铁心净长度：
0.953028.5Fem Fem m l K l cm =?=?=
式中Fem K =0.95（对于1 1.5mm ～厚钢片）
23．极距： 1300235.524i D mm p ππτ?===
24．圆周速度：223.55/1000
f m s τ
ν=?=
25．气隙长度：
最小气隙：c K B A ???=
δ
τ
δ）～（30.025.0
28023.55
0.250.300.5 1.03030.8
mm ?=?=（～）～1.2364
取 1.1m m δ= 最大气隙： 1.5 1.65M mm δδ==
26．铁心的计算长度：23002 1.130.22i l l cm δ=+=+?=
5.2 定子绕组
27．每极每相槽数：4=q
28．定子槽数：槽4843421=??==pmq Z
29．取绕组节距比：6
5
=β
30．绕组节距： 104365
1=??=?=mq y β
31．绕组短距系数(基波)：sin 0.9662p K π
β=?=（）
32．绕组分布系数(基波)：sin
20.958sin
2d m
K q mq
π
π
=
=?
33．绕组系数（基波）： 0.925d p p d K K K =?=
34．预计每极磁通
''2
0.80.670.23550.30 3.7910p ef B l wb
δατ-Φ=???=???=?
35．每相串联匝数初值
'144.544dp N =
==取匝
36．取并联支路数2a = 37．每槽导线数：
'12223441148S amN N Z ???=== 取11s N =
38．每相串联导体数：11
48118832s Z N N ma φ??===?
88442N ==匝
39．线负荷：A=
11
38880
224.2/3.1430
N
i mN I A cm D φπ??=
=?
5.3 定子槽型尺寸(选取梨型槽)
40．选定槽口尺寸：
0120.30.130so so s s b cm h cm h m h α===、、=0.15c 、=1.1cm 、齿靴角
41．定子齿距：1
1
30
1.962548
i s D t cm
Z ππ?==
=
()()111111
23020.10.15 1.995248
i o s s D h h t cm Z ππ++++??????
??
=
=
=
()()11111221
23020.10.15 1.12.139
48
i o s s s D h h h t cm Z ππ+++
+++????????=
=
=()()1111121
()1
3
2
2300.10.15 1.13
3 2.02148
i o s s s D h h h t cm
Z ππ???
?+
+++++?????
???=
==
42．定子齿宽度：
11 1.96250.8
1.0666 1.21890.92(1.40 1.60)s t Fe t t B b cm
K B δ??=
==?～～
式中：Fe K ：铁心叠压系数，取0.92 1t B ：定子齿磁密，取1.40 1.60T ～ 取1 1.1t b cm =
43．槽形尺寸如图5.1：
图5.1 定子槽形尺寸
1111.9952
1.10.8952
0.9s s t b t b c m c m =-=-=≈
1211800.901801.10.522248s s s b R h tg tg cm
Z ??
=+?=+=
222 2.139 1.04 1.099t s s b t R cm =-=-=
111()()3
3
2.0210.90 1.121s ts s b
t
b cm =-=-=
则定子齿计算宽度：
'212 1.0992 1.1
1.1033t t ts b b b cm +?+?==≈
44．定子槽深：12 1.87s so s s s h h h h R cm =+++= 45．槽面积，取槽锲厚度0.25h cm =，如图5.2所示：
图5.2 定子槽尺寸
2
112222s s s s s s R b R A h h h π+=+-+（）
2
20.52
0.900.52
1.25
0.25
2
2
π
?+=
-+（）
=21.39cm
46．槽绝缘面积 取：0.03i cm δ=
()1212()2i i s s s s A h h R b δπ=+++????+
[]0.030.90π=???+2 1.25+(2+)0.52 =20.182cm
21.390.182 1.21sef s i A A A cm =-=-=
取槽满率为75%，绕组并绕根数为3t N =
则绝缘导线直径：0.1658d cm
=
=
=
查表取铜对应的标称线规QZ:
标称导线直径d=1.60mm 漆膜厚度0.06——0.11 47．定子导线截面积（查表得）：
22.0106a q mm =
48．定子绕组电密：280
6.63/23 2.0106
N a t a I j A mm aN q =
==?? 49．发热参数：224.20 6.631486.45/j a A A j A cm
=?=?=
5.4 磁路计算
50．定子齿计算高度：'120.521.25 1.4233
s ts s s R h h h cm =++=+= 51．定子轭高度：
1
12i js s D D h h -=-4330
1.87 4.632cm -=-= 52．定子轭计算高度：'1
3js js s h h R =+
0.52
4.63 4.803cm
=+= 53．定子轭磁路长度：'143 4.814.9948
js l D h cm p
ππ-=
-=
=js （）
（）
54．极靴宽度：'0
11802sin
2p p i m b D p
αδ=-?（）
0.6718020.165sin 14.8354
cm ?=-??=（30）
55．磁极偏心距：
]
cos 22[21111θδδδδδδ）（）（）
）（（m i i m i m D D D H ------=
其中11arcsin 302p i m b D θδ?==-
0.55 2.753003002[ 1.1 1.65cos30]
22
??-=
---（300）
（）（）
=4.00mm
56．极靴圆弧半径 1300 4.00 1.1144.922
i p D R H mm δ=--=--=
57．极靴边缘高度：' 2.5p h mm =（设计时取值）
58．极靴中心高度：'111cos 22i i p p m D D
h h δδθ=+--?（）-（）
=3003002.5 1.1 1.65cos3022
?+---（）（）
=22.93mm
59．初取漏磁系数：3
'
10 1.11011 1.0470.2355
δ
στ-?=+=+= 60．磁极宽度（磁极尺寸如图5.3所示）：
''4
2
410 1.047 3.8810109.2028.5 1.55
m Fem m
b cm l B σ-Φ???=
=?=??
61．转子轭内径：808()ir D mm cm ==取值
62．转子轭外径：16516.5jr D mm cm
==
63．磁极中心高：δ---=p jr i m h D D h ）（121
1
16.5 2.2930.112
=---（30） =4.357cm
64．磁极侧高度：
'21cos 2
jr
m m D h h θ=+
-（） 式中
29.2
arcsin
arcsin 33.8916.5
m jr b D θ?=== 16.5
4.3571cos33.892
?=+
-（）
=5.7595cm 65．转子轭高度：
16.58
4.252
2jr ir
jr D D h cm --=
=
= 66．转子轭计算高度：'*
12
jr ir
jr D D h i -=
+
ir
D 2.2,4;6;8
*........6;8;10p i ??????
=1
4.25
5.586
+?8=
图5.3 磁极尺寸
67．转子轭磁路长度：'4jr jr jr l D h p π=
-（）=16555.8 4.2861c 8
m π
-=（） 68．转子轭轴向长度：31.2r l cm = 69．磁极与轭间残隙：22230
0.8100.8100.09300300
m l cm δ--=+?=+?=（）（）
70．实际极弧系数： 2arcsin
2180
p p p
p b R R π
ατ
?
=
?
=14.835
214.49arcsin 214.4923.55180
π????。 =0.66
71．气隙比：
5.1=δ
δm
72．最小气隙比极距：
0.110.0046723.55
δτ== 73．基波磁场幅度系数：111 1.0836a A B == （查湘潭电机厂-交流电机设计手册）
74．三次谐波磁场幅度系数：31330.60.04855a a A B =-=（）
75．磁场分布系数：1321
0.73
d f a a π=+=（）
76
．磁场波形系数： 1.0946b f =
= 77．直轴电枢反应磁场幅度系数：10.9856d d d A A B ==（查湘潭电机厂-交流
电机设计手册）
78．交轴电枢反应磁场幅度系数：10.52
q q q A A B ==
（查湘潭电机厂-交流
电机设计手册）
79．电枢磁动势直轴折算系数：110.909d ad A K a =
=
80．电枢磁动势交轴折算系数：11
0.4799q aq A K a =
=
81．定子卡氏系数（对于半闭口半开口槽）：
so 122
4.440.7519.625 4.44 1.10.7534.440.7519.625 4.44 1.10.7533s so s so
t b K t b b δδδ+??+?=
=+-??+?（）（）（）（）-
=1.07
82．阻尼笼卡氏系数（阻尼笼尺寸如图5.4所示）：
224.440.7514.44d d d d d
t b K t b b δδδ+=
=+-（）（）
图5.4 阻尼笼尺寸
83．卡氏系数：12 1.07K K K δδδ=?= 84．空载每极总磁通：
23.88102N b dp U wb f fk N φ-Φ===? 85．气隙磁密（最大值）：24
43.881010100.778823.5530.220.7i d B T l f δτ-Φ?=?=?=??
86．定子视在齿磁密：
'1()
3
1.962530.220.7788 1.49281.12127.6s i ts Fet ts t l B B T
b l δ=??=??=
查表：'ts B ≤1.8T 则 ts B ='ts B =1.4928T
87．定子轭磁密：24
43.88101010 1.518122 4.6327.6
js js Fet B T h l -Φ?=?=?=??
88．气隙磁压降：40.810F k B δδδδ=???=40.80.11 1.070.77910733.5A ????= 89．定子齿磁压降：' 1.4226.84838.124ts ts ts F h H A =?=?=
式中ts H 对应于ts B ，查磁化曲线B 25=1.48T 得ts H =26.848 90．定子轭磁压降：14.9931.1580.324151.327js js js F l H A ξ==??=
式中：ξ为轭部修正系数ξ
=0.324
js H 对应于js B ，查磁化曲线B 25=1.48T 得js H =31.158
91．气隙、定子齿、轭部磁压降之和：
733.538.124151.327922.951tj ts js F F F F A δδ=++=++=
92．计算漏磁几何尺寸：
1'9.2
25.3216.52 4.357 5.7595
m jr m m b arctg
arctg D h h γ===+-+?-
2'14.835
37.33216.52 4.357 5.7595
p
jr m m
b arctg
arctg
D h h γ===+-+?-
10
2'
22
2180[2]sin 2p p
jr m p a b D h h p
γ=+++?-（）（）
1
2
22
[14.83516.52 4.3570.25]sin 4537.33??=++?+-（）（）
=
3.933cm
10
2
22
1180[]sin 2m m
jr m a b D h p γ=+
+?-（）（）
1
2
22
[9.216.5 4.357]sin 4525.37.68cm
??=++-=（）（）
'11
22 2.2930.25 1.6133pm p p h h h cm =+=?+=（）（）
93．磁极压板厚：'0.6d cm = 94．磁极压板宽：'8.6b cm =
95．磁极计算高度：''230 1.231.2m m l l d cm =+=+= 96．极靴漏磁导：
57.32lg 12530 1.6114.835
7.32 1.61lg(1)
3.9332 3.933m pm
p p pm p
p l h b h a a ππ?Λ=++
?
??=
+??+?（）
=71.30 97．极身漏磁导：
'''2.5 3.66lg 12m m m m m m m
l h b
h a a πΛ=+?+?（）
=
2.531.2 5.75959.2
3.66 5.7595lg 17.6827.68
π??+??+?（）
=68.18
98．磁极漏磁导：
1.1 1.168.18153.428m p Λ=Λ+Λ=?+=（）（71.3）
99．每极漏磁通：
88210153.428922.951100.141610tj F wb σδφ---=Λ?=??=?
100．漏磁系数：
2
2
0.14161011 1.0365
3.8810σφσφ--?=+=+=?
5%'σσ与之差应小于
101．磁极磁通：
220.141610 4.0210m wb σφφφ--=+=+?=?（3.88）
102．磁极极身截面积：
''2228.59.2 1.28.6272.52m Fem m S l b d b cm =?+=?+?=
103．极身磁密： 2
4
44.02101010 1.4751272.52
m
m m B T S φ-?=?=?=
104．转子轭磁密：2
4
4' 4.02101010 1.154522 5.5831.2
m
j jr r B T h l γφ-?=?=?=??
105．残隙处磁密：2
4
42 4.02101010 1.9330092
m
m m B T l b δφ-?=?=?=--
106．极身磁压降： 24.4 4.357110.70m m m F H h A =?=?=
查磁化曲线B 25=1.48T 表可得：m H
=24.4 对应于m B 107．转子轭磁压降： 4.2867.745533.1929jr jr jr F l H A
=?=?=
查磁化曲线B 25=1.48T 表可得：jr H =7.7445
108．残隙磁压降：442220.8100.80.009 1.9310F B δδδ=??=???
138.9
6A = 109．空载每极磁压降：21205.80fo tj m j F F F F F A δγδ=+++=
5.5 稳态参数
110．定子线圈尺寸（如图5.5所示）：
1122(0.20.4)0.920.52(0.20.4)
arcsin
arcsin
1.9952
2.139s s c s s b R a t t +++?+==++～～
31.17
34.47??
=≥～
取30度
图5.5 线圈尺寸
定子线圈节距：
112[2]
2i so s s s y D h h h R p
πτβ++++=?（）
=
[30210.15 1.10.52]5
4
6
π++++?（0.）21.01cm =
21.01
12.132cos 2cos30
y
F c
l cm a τ?
=
=
=? 2302234B t D l l l cm =+=+?=
D l 参考值取 D l =2.0cm
111．线圈半匝平均长度：
234212.1358.26ca B F l l l cm =+=+?=
112．定子绕组相电阻：
1
75(75)10.021758.2688
0.0922100
23 2.0106100
ca C a C t a l N R a N q φρ?
???=
=
=Ω?????
式中75C ρ?=0.02172/mm m Ω?
113．定子槽比漏磁导：
02
01
31974163s s s s s h h b b ββλ++=
?+?
553197
0.1 1.16640.31630.9?+?+=?+?
? =0.66
114．定子绕组端部比漏磁导：
0.30.3323.55531310.33530.226
e m li τλβππ??=?-=??-=?（）（）
115．谐波比漏磁导：
2
2
323.550.92()0.29412120.11 1.0734
dp h K m K mq δτλδ???==?= ?
????? 116．每相漏抗：
122
0.791
()2100101000.795030.228810.6600.3350.2944100101004s s e h N f li X p q
?λλλ=
???++????=?????++ ? ?
????（）
0.1835
=Ω`
117．漏抗标么值：
*0.18350.0424N s s N I X X U Φ=?
== 118．相电阻标么值：
(
)*
(75)
75800.09220.0213600
N a a N I R R U ??φ=?=?=
119．每极电枢反应磁动势：
10.450.45380880.925
2197.824
N dp
a mI N K F A p
φ????=
=
=
120．电枢反应直轴折算磁动势：
0.9092197.81997.8ad ad a F K F A =?=?=
121．电枢反应交轴折算磁动势：
0.522197.81142.856aq aq a F K F A =?=?=
122．直轴电枢反应电抗：
*21997.8
2.289873
3.5138.96
ad ad F X F F δδ=
==++
123．交流电枢反应电抗：
*2
1142.856
1.3099733.5138.96
aq aq F X F F δδ=
=
=++
124．直轴同步电抗：
*** 2.28980.0424 2.3322d ad s X X X =+=+=
125．交轴同步电抗：
*** 1.30990.0424 1.3523q aq s X X X =+=+=
126．短路比：0*
1205.8
0.6031997.8
f c ad
F K F =
=
=
127．内功率因数角：
()
*
*
75sin 0.6 1.3523
67.18cos 0.80.0213
q a
C
X arctg
arctg
R ?ψ???++===++
128．额定功角：67.1836.8730.31θψ????=-=-=
则：
cos cos30.310.863θ?
== 5.6 额定负载时励磁磁动势和励磁绕组
129．额定负载时内电动势： ()
()*****
75751cos sin cos sin i s s a a E R X j X R ??????=+++-（） =10.02130.80.04240.60.04240.80.02130.6j +?+?+?-?（）
=1.042480.02114j +
1.0427 1.16?=∠
130．额定工况时磁路计算：
221.0427 3.8810 4.04610N i E wb --Φ=Φ=??=?
1.04270.77880.812N i B E B T δδ==?= ' 1.0427 1.4928 1.5565tsN i ts B E B T =?=?=
''1.8 1.5565tsN tsN tsN B T B B T
≤==当时
1.0427 1.5181 1.5829jsN
i js B E B T =?=?=
1.0427733.5764.82N i F E F A δδ=?=?=
' 1.4240.3257.25tsN ts tsN F h H A
=?=?=
25B =1.48T 40.32tsN tsN tsN H B H =式中 对应于查磁化曲线得,
14.9947.870.305218.86jsN js jsN N F l H A
ξ=??=??=
25B =1.48T 47.87
jsN jsN jsN H B H =式中 对应于查磁化曲线得,
0.305N N ξξ=查资料(中小型电机设计手册)得,
1040.93tjN N tsN jsN F F F F A δδ=++=
88210153.4281040.93100.159710N tjN F Wb σδ---Φ=Λ??=??=? 2
2
0.15971011 1.03954.04610N N N σσ--Φ?=+=+=Φ?
220.159710 4.205710mN N N Wb σ--Φ=Φ+Φ=+?=?（4.046）
24
44.2057101010 1.5433272.52mN mN
m B T s -Φ?=?=?= 2444.2057101010 1.585822 4.2531.2
mN jrN
jr r B T h l -Φ?=?=?=??
2442 4.2057101010 1.5238309.2
mN N
m m B T l b δ-Φ?=?=?=?? 4.35732.336140.88mN m mN F h H A
=?=?=
25B =1.48T 32.336mN mN mN H B H =式中 对应于查磁化曲线得,
4.28648.74208.90jrN jr jrN F l H A
=?=?=
25B =1.48T 48.74jrN jrN jrN H B H =式中 对应于查磁化曲线得,
442220.8100.80.009 1.523810109.71N N F B A δδδ=??=???=
131．额定负载时每极磁压降：
21.1ei tjN j N mN N F F F F F δγδ=+++（）1500.42A
=
132．额定负载时励磁磁动势：
1
221.05[12sin ]ad ad
fN ei ei ei
F F F F F F ?ε=++?+（）（）
=1
221857.101857.101.051500.42[12sin 38]1500.421500.42
???+
+??（） =3172.85A
133．取励磁绕组每极匝数：160f W =匝 134．额定励磁电流：3172.85
19.83160
fN fN f
F I A w =
=
=
135．空载励磁电流：001205.8
7.536160
f f f
F I A W =
=
= 136．取励磁电流电密（取值）：223.8/ 3.8 5.5/f f j A mm j A mm ==、（～） 137．励磁绕组导线截面积：219.83
5.223.8
fN f f
I q mm j =
=
= 138．励磁绕组线规： 3.55 1.5a b ?=?
励磁线圈的尺寸如图5.6所示：
图5.6 励磁线圈尺寸
139．第n 层线圈平均匝长度：
]2
12[2））
（（b n r W Q l m m m fn -+++=π
=2[9.16+28 +0.510.5 1.5]n π+-?（（）） =72.81+9.42n
式中 m W ——线圈框架直线长度 m Q ——线圈框架直线宽度 m r ——框架圆角半径
b ——导线长边尺寸 n =1 为第一层 n =2 为第二层 140．励磁绕组平均匝长度：
90.87f fn
cf f
n l
l cm
W =
=∑
f n ——第n 层线圈匝数
141．励磁绕组电阻：
(75)0.021720.021*******.87
2.4176100100 5.22
f cf
f C f
pW l R q ?????=
=
=Ω?
142．额定励磁电压：
0.619.83 1.15 2.41760.655.732fN fN f x U I R V =?+=??+=（） 0.6V ——为电刷压降,励磁绕组取B 级绝缘
励磁绕组E 级绝缘f R ?（115C ）=1.13(75)f C R ? 励磁绕组B 级绝缘f R ?（120C ）=1.15(75)f C R ? 励磁绕组F 级绝缘
f R ?（150C ）=1.244(75)f C R ?
143．空载励磁电压：
000200.67.536 1.9920.615.6f f f U I R V =+=?+=（）
r 200.824750.824 2.4176 1.992
f f R R ==?=
144．电压调整率:
607600
100%100%
600
oN N N E U u U --?=
?=? =1% 式
中
：
04.4
o N
d
E f N
φ?
?
5.7 阻尼绕组设计
145．每极阻尼笼条数：5d n = 146．每极定子绕组截面积：
234311 2.0106796.1976a t s a Q mqN N q mm ==????=
147．每根阻尼条截面积：
2796.1976
0.2
0.231.8485
a d d Q s mm n ≥=?= 148．阻尼条直径：
0.63y d cm ===
149．阻尼槽节距：
1 1.51
p y d d d t n ατ?--=
-（～）
0.80.91.1
1.2s d s
s d s t t t t t t ≤≤??
≤≤? 0.6623.550.631 1.5 2.2355 2.31886cm
?--=
=（～）
～
取d t =2.25cm
150．阻尼笼最大磁密：
0.812 2.2530.22 1.2442 1.81.1 2.25 1.10.6328.5
d i N d y Fem t l B B T T
t d l δδ?=?
?=?=<--?
151．端环尺寸( )：y y d a 2≥ 取1.5cm
0.75y y b d ≥ 取0.5cm
图5.7 端环尺寸
5.8 损耗与效率
152．定子齿钢片重：
'3
11()3
7.710t Fet ts ts G Z l h b
-=??
=48327.6 1.42 1.1217.710-????? =16.238kg
153．定子轭钢片重：''317.710js js js Fet G D h h l π-=-??（）
343 4.8 4.827.67.710π-=-????（）
=122.358kg
154．材料单位损耗： 10/50 2.5/P
w kg =（查资料可得） 155．齿部单位损耗：210/50 6.05/t tsN p P B W kg ==
156．轭部单位损耗：2
10/50 6.26
/js jsN p P B W kg == 157．定子铁损耗： F e t t t j s
j s
P K p G
K
p G =+ 2 6.0516.238 1.5 6.26122.358=??+?? 1345.42W =
t n j
s n 式中K =2(P <100k V A ) K =1.5(P <100k V A ) 158．磁极单位表面损耗：
1.52
101010000
N bm bm s Z n P K B t =?（）（）
= ()
1.5
2
248150020.178 1.962510471.5/10000w m ??????= ?
??
式中：2(1)bm K mm =钢片厚
11110.20522o β??????????===???????? 0.20
51.070.812o o N B K B δδβ==??=
159．磁极表面损耗：
4
210Feb p m bm P p l P ατ-=?
440.6623.5530471.510-=?????
87.94W =
160．定子绕组铜损耗：
2213800.09221770.24Cu N a x P mI R W
==??=（）
式中(75)()(115)
,,a a x a R E B R R F H ??--??=?--??级绝缘级绝缘 161．励磁损耗：20.6fN f x fN
Cuf f
I R I P η+=
（）
219.83 2.41760.619.83
0.9
?+?=
1069.52W =
驱动轮直流电机选择计算
驱动轮直流电机选择计算 The final edition was revised on December 14th, 2020.
驱动轮电机用于驱动 AGV 的运行，包括AGV 的直行及差速转弯。在选择电机时，我们通常需要计算出电机的额定功率、额定转矩、额定转速等[28]。而在驱动电机的参数计算之前首先需要明确 AGV 的各项设计要求，如表3-1 所示。 3.1.1 电动机的选择 1. 驱动力与转矩关系 AGV 在地面行驶时，轮子与地面接触，AGV 克服摩擦力向前行驶，电机输出转矩Tq 为小车提供驱动力。而Tq 经减速机减速后得到输出转矩Tt 输出至驱动轮，输出转矩Tt 为： 式中 g i ——减速机减速比； q T ——电机输出转矩； t T ——输出转矩； ——电机轴经减速机到驱动轮的效率。 驱动轮在电机驱动下在地面转动，此时相对于地将形成一个圆周力，而地面对驱动轮也将产生一个等值、反向的力t F ，该力即为驱动轮的驱动力[29] 。驱动力为： 式中 q R ——驱动轮的驱动半径。 由于驱动轮一般刚性较好，视其自由半径、静力半径、滚动半径三者相同，均为q R 。 2. 驱动力与阻力计算 小车在行驶过程中要克服各种阻碍力，这些力包括：滚动阻力f F 、空气阻力w F 、坡度阻力r F 、加速度阻力j F 。这些阻力均由驱动力t F 来克服，因此： (1) 滚动阻力f F 滚动阻力在 AGV 行驶过程中，主要由车轮轴承阻力以及车轮与道路的滚动摩擦阻力所组成，f F 大小为：
式中 F——车轮与轴承间阻力； fz F——车轮与道路的滚动摩擦阻力。 fg 其中，车轮轴承阻力 F为： fz 式中P——车轮与地面间的压力，AGV设计中，小车自重m为100kg，最大载重量 M为200kg，因此最大整车重量为300kg，一般情况下，AGV前行过程中，有三轮m ax 同时着地，满足三点决定一平面的规则，各轮的压力为P=1000N[30]； d——车轮轴直径，驱动轮在本次设计中选择8寸的工业车轮，即d=48mm； D——车轮直径，查文献[40]可知，驱动轮在本次设计中选择8 寸的工业车轮，即D=200mm； μ——车轮轴承摩擦因数，良好的沥青或混凝土路面摩擦阻力系数为—，μ =。 F为： 车轮与道路的滚动摩擦阻力 fg 式中Q——车轮承受载荷，Q=1000N； f——路面摩擦阻力系数，f=。 则： F： (2)空气阻力 w 空气阻力是 AGV 行驶过程当中，车身与空气间形成了相对运动而产生于车身上的阻力，该阻力主要由法向力以及侧向力两部分组成。空气阻力与AGV 沿行驶方向的投影面积以及车身与空气的相对运动速度有关，但由于AGV工作于室内，基本工作环境中无风，且速度不快，同时 AGV 前后方的投影面积均不大，因此认为空气阻力F[31]。 ≈ w F： (3)坡度阻力 r AGV 所实际行驶的路面并非理想化绝对平整，而是存在一定的坡度[32]，当 AGV行驶到该坡度处时，重力将产生一个沿着坡度方向的阻力，这个阻力就被称之为坡度阻F，表达式为： 力 r 式中G——AGV 满载总重量； α——最大坡度。 在 GB/T 20721-2006“自动导引小车国标”中表示：路面坡度（H/L）定义为在100mm 以上的长度范围内，路线水平高度差与长度的最大比值，路面坡度的最大比值需要小于（含），对于 AGV 精确定位的停车点，路面坡度需要小于（含）[33]。取坡度： 因此： F： （4）加速度阻力 j
无刷直流电机数学模型(完整版)
电机数学模型 以二相导通星形三相六状态为例，分析BLDC的数学模型及电磁转矩等特性。为了便于分析，假定： a)三相绕组完全对称，气隙磁场为方波，定子电流、转子磁场分布皆对称； b)忽略齿槽、换相过程和电枢反应等的影响； c)电枢绕组在定子内表面均匀连续分布； d)磁路不饱和，不计涡流和磁滞损耗。 则三相绕组的电压平衡方程可表示为： 错误！未找到引用源。(1) 式中：错误！未找到引用源。为定子相绕组电压(V)；错误！未找到引用源。为定子相绕组电流(A)；错误！未找到引用源。为定子相绕组电动势(V)；L为每相绕组的自感(H)；M为每相绕组间的互感(H)；p为微分算子p=d/dt。 三相绕组为星形连接，且没有中线，则有 错误！未找到引用源。(2) 错误！未找到引用源。(3) 得到最终电压方程： 错误！未找到引用源。(4) e c c 图.无刷直流电机的等效电路 无刷直流电机的电磁转矩方程与普通直流电动机相似，其电磁转矩大小与磁通和电流幅值成正比 错误！未找到引用源。(5) 所以控制逆变器输出方波电流的幅值即可以控制BLDC电机的转矩。为产生恒定的电磁转矩，要求定子电流为方波，反电动势为梯形波，且在每半个周期内，方波电流的持续时间为120°电角度，梯形波反电动势的平顶部分也为120°
电角度，两者应严格同步。由于在任何时刻，定子只有两相导通，则：电磁功率可表示为： 错误！未找到引用源。(6) 电磁转矩又可表示为： 错误！未找到引用源。(7) 无刷直流电机的运动方程为： 错误！未找到引用源。(8) 其中错误！未找到引用源。为电磁转矩；错误！未找到引用源。为负载转矩；B为阻尼系数；错误！未找到引用源。为电机机械转速；J为电机的转动惯量。 传递函数： 无刷直流电机的运行特性和传统直流电机基本相同，其动态结构图可以采用直流电机通用的动态结构图，如图所示： 图2.无刷直流电机动态结构图 由无刷直流电机动态结构图可求得其传递函数为: 式中： K1为电动势传递系数，错误！未找到引用源。，Ce 为电动势系数； K2为转矩传递函数，错误！未找到引用源。，R 为电动机内阻，Ct 为转矩系数；T m为电机时间常数，错误！未找到引用源。，G 为转子重量，D 为转子直径。基于MATLAB的BLDC系统模型的建立 在Matlab中进行BLDC建模仿真方法的研究已受到广泛关注，已有提出采用节点电流法对电机控制系统进行分析，通过列写m文件，建立BLDC仿真模型，
Y2-160M1-2三相异步电动机电磁设计解读
目录 摘要 ..................................................................... I Abstract................................................................. II 第一章绪论........................................................ - 4 - 1.1 工程背景...................................................... - 4 - 1.2 该课题设计的主要内容.......................................... - 4 - 第二章三相异步电动机................................................ - 6 - 2.1 三相异步电动机结构............................................ - 6 - 2.1.1 异步电动机的定子结构..................................... - 7 - 2.1.2 异步电动机的转子结构..................................... - 8 - 2.1.3 三相异步电动机接线图..................................... - 8 - 2.2 三相异步电动机工作原理........................................ - 9 - 2.3 三相异步电动机的机械特性和工作特性........................... - 12 - 第三章三相异步电机电磁设计......................................... - 14 - 3.1 主要尺寸和空气隙的确定....................................... - 14 - 3.2 定子绕组与铁芯设计........................................... - 14 - 3.2.1 定子绕组型式和节距的选择................................ - 15 - 3.2.2 定子冲片的设计.......................................... - 16 - 3.3 额定数据及主要尺寸........................................... - 17 - 3.4 磁路计算..................................................... - 19 - 3.5 性能计算..................................................... - 22 - 3.5.1 工作性能计算............................................ - 22 - 3.5.2 起动性能计算............................................ - 26 - 第四章电机转动轴的工艺分析......................................... - 28 - 4.1 转动轴的加工工艺分析......................................... - 28 - 4.2 选择设备和加工工序........................................... - 30 - 4.3 成品的最后工序............................................... - 31 - 小结与致谢........................................................... - 32 - 参考文献............................................................. - 33 -
机器人直流无刷电机参数
机器人直流无刷电机是一种应用在智能机器人驱动上的微型电机产品，具备驱动、减速、提升扭矩功能，主要由微型直流无刷电机、齿轮箱组装而成，也称为机器人电机；这种直流无刷电机属于非标电机齿轮箱，采用定制参数、性能特点、结构方式，定制参数范围，直径规格在3.4mm-38mm之间，额定电压在3V-24V，输出力矩范围：1gf.cm到50Kgf.cm之间，减速比范围：5-1500；输出转速范围：5-2000rpm； 机器人直流无刷电机产品参数： 产品名称：儿童智能陪护机器人电机齿轮箱 电压：3V-24V 空载转速：15000 空载电流：300MA 工作温度：-20 (85) 产品说明：儿童智能陪护机器人电机齿轮箱为特定客户开发设计，只作为儿童智能陪护机器人电机齿轮箱的方案展示。 标准直流无刷电机产品参数： 产品名称：5v直流减速电机 产品分类：直流减速电机 电压：5 VDC 材质：五金 旋转方向：cw&ccw 齿轮箱回程差：≤2°（可定制） 轴承：烧结轴承;滚动轴承 轴向窜动：≤0.1mm(烧结轴承);≤0.1mm(滚动轴承) 输出轴径向负载：≤20N(烧结轴承);≤30N(滚动轴承) 输入速度:≤15000rpm 工作温度：-30 (100)
产品名称：直流无刷减速电机（齿轮电机） 产品分类：无刷减速电机 产品规格：Φ20MM产品 电压：12V 空载电流：220 mA （可定制） 负载转速：2.4-1000 rpm（可定制） 减速比：5/25/125/625:1（可定制） 机器人直流无刷电机定制参数、规格范围： 尺寸规格系列：3.4mm、4mm、6mm、8mm、10mm、12mm、16mm、18mm、20mm、22mm、24mm、28mm、32mm、38mm； 电压范围：3V-24V 功率范围：0.1W-40W 输出力矩范围：1gf.cm到50Kgf.cm 减速比范围：5-1500； 输出转速范围：5-2000rpm； 生产厂家
无刷电机常用计算公式 (1)
电机转速n （r/min ）； 电枢表面线速度v （m/s ）； 电枢表面圆周速度Ω （rad/s ）； 电枢直径D （m ）； 电机的极对数P ； 频率f (Hz)； 每极总磁通Φ （Wb ）； a ：电枢绕组并联支路对数 电枢绕组每相有效匝数W A ； T U ?：电压损耗（开关管损耗等） 电势系数e K ：是当电动机单位转速时在电枢绕组中所产生的感应电势平均值。 转矩系数T K ：(N.m/A) 是当电动机电枢绕组中通入单位电流时电动机所产生的平均电磁转矩值。 额定功率N P ：指电动机在额定运行时，其轴上输出的机械功率（W ）。 额定电压N U ：是指在额定运行情况下，直流电动机的励磁绕组和电枢绕组应加的电压值，（V ）。 额定电流a I ：是指电动机在额定电压下，负载达到额定功率时的电枢电流和励磁电流值，（A ）。 额定转速N n ：是指电动机在额定电压和额定功率时每分钟的转数，单位r/min. 额定转矩N T 2：是指额定电压和额定功率时的输出转矩，单位N.m 。 电机成品的已知量：额定转速N n 、p 、a 、e K 、T K 、a R 60pn f = n D v ?=60π 60 22n p f ?=?=Ωππ a n p C e ??=60 Φ?=e e C K e T C C ?=π 260 Φ?=T T C K a T a a a R U E U I ?--= 功率P ：Ω=/P T 机械特性：=n 无刷直流电动机稳态特性的4个基本公式： 电压平衡方程式：T a a a a U R I E U ?+?+= 感应电势公式：n K E e a ?= 转矩平衡方程式： 20T T T em += 电磁转矩公式： a T em I K T ?=
无刷直流减速电机参数
概述 无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。无刷电机是指无电刷和换向器（或集电环）的电机，又称无换向器电机。 无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法，同三相异步电动机十分相似。电动机的转子上粘有已充磁的永磁体，为了检测电动机转子的极性，在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成，其功能是：接受电动机的启动、停止、制动信号，以控制电动机的启动、停止和制动；接受位置传感器信号和正反转信号，用来控制逆变桥各功率管的通断，产生连续转矩；接受速度指令和速度反馈信号，用来控制和调整转速；提供保护和显示等等。 参数 无刷直流减速电机参数分为标准参数和定制电机参数； 标准小型电机参数如下： 直径尺寸：4mm、6mm、8mm、10mm、12mm、16mm、18mm、20mm、22mm、28mm、32mm、38mm； 齿轮箱材质分为：金属、塑胶材质结构； 输出转速：5-2000rpm； 减速比：5-1500； 功率：3V-24V； 输出扭矩：1gf-cm到50KGf-cm； 定制参数，即可按照项目设备需求定制无刷直流减速电机参数、规格和性能需求。
用途 小型无刷直流减速电机广泛应用在医疗器械，智能家居，机器人，汽车驱动，自动化设备，光学设备，精密仪器，工控设备等领域；按照应用方式分为：持续负载应用、可变负载应用、定位应用；在智能家居、智慧城市、机器人自动化领域均有广泛应用，通常是定制参数，规格模式。 品牌介绍 深圳市兆威机电股份有限公司成立于2001年，是一家研发、生产精密传动系统及汽车精密注塑零组件的制造型企业，为客户提供传动方案设计,零件的生产与组装的定制化服务。
三相异步电动机电磁计算
三相电机 额定电压U=380V，f=50HZ,机座号Y132，输出P2=8KW，p=4极 螈 1. 2.芄型号：Y132M 3. 4.蒂输出功率：P N=8KW 5. 6.袂相数：m1=3 7. 8.薇接法： 9. 10.莃相电压：Uφ=380V 11. 13. 14.极对数：p=2 15. 16.定子槽数：Z1=36
17. 18.转子槽数：Z2=32 19. 20.定子每极每相槽数： 21. 22.肂定子外径：D1=21cm D i1=13.6cm 荿定子内径： =0.4mm 蒃气隙长度：δ 转子外径：D2=13.52cm 13.6-0.04*2=13.52cm 转子内径：D i2=4.8cm 定子槽型：半闭口圆底槽 定子槽尺寸：b o1=0.35cm b1=0.67cm h o1=0.08cm R1=0.44cm h12=1.45cm 转子槽形：梯形槽 转子槽尺寸：b o2=0.1cm b r1=0.55cm b r2=0.3cm h o2=0.05cm h r12=2.3cm
23.极距： 24.定子齿距： 25.转子齿距： 26.气隙长度： 27.转子斜槽距：b sk=t1=1.187cm 28.铁芯长度：l=16cm 29.铁芯有效长度：无径向通风道：l ef=l+2δ=16.08cm 30.净铁芯长：无径向通风道：l Fe=K Fe l=0.95*16=15.2cm K Fe=0.95（不涂漆） 31.绕组型式：单层交叉式 32.并联支路数：a1=1 33.节距：1-9,2-10,11-18 34.每槽导线数：由后面计算的数据根据公式计算为： 每极磁通φ1=0.00784wb 波幅系数：K A=1.46 绕组系数：K dp1=0.96
直流无刷低速电机参数
直流无刷低速电机是一种低转速驱动电机，主要传动结构由减速齿轮箱、驱动无刷电机组装而成，这种低转速设备也称为直流无刷减速电机，减速齿轮箱是采用定制参数的非标齿轮箱作为减速器，直径规格在3.4mm-38mm之间，额定电压在3V-24V，输出力矩范围：1gf.cm到50Kgf.cm之间，减速比范围：5-1500；输出转速范围：5-2000rpm； 直流无刷低速电机参数： 产品名称：直流无刷减速电机（齿轮电机） 产品分类：无刷减速电机 产品规格：Φ20MM产品 电压：12V 空载电流：220 mA （可定制） 负载转速：2.4-1000 rpm（可定制） 减速比：5/25/125/625:1（可定制） 产品名称：6V直流减速电机 产品分类：直流减速电机 外径：6mm 材质：塑料 旋转方向：cw&ccw 齿轮箱回程差：≤3° 轴承：烧结轴承;滚动轴承 轴向窜动：≤0.3mm(烧结轴承)；≤0.2mm(滚动轴承) 输出轴径向负载：≤0.3N(烧结轴承)；≤4N(滚动轴承)
产品名称：24v直流减速电机 外径：22mm 材质：塑料 旋转方向：cw&ccw 齿轮箱回程差：≤3°（可定制） 轴承：烧结轴承;滚动轴承 轴向窜动：≤0.1mm(烧结轴承);≤0.1mm(滚动轴承)输出轴径向负载：≤50N(烧结轴承);≤100N(滚动轴承)输入速度:≤15000rpm 工作温度：-20 (85)
定制直流无刷低速电机参数、规格范围： 尺寸规格系列：3.4mm、4mm、6mm、8mm、10mm、12mm、16mm、18mm、20mm、22mm、24mm、28mm、32mm、38mm； 电压范围：3V-24V 功率范围：0.1W-40W 输出力矩范围：1gf.cm到50Kgf.cm 减速比范围：5-1500； 输出转速范围：5-2000rpm； 产品特点：体积小、质量轻、减速范围广、扭矩大、噪音低、精度高、应用范围广。 产品应用： 直流无刷低速电机广泛应用在智能家居领域、智能汽车驱动、智能通讯设备、电子产品设备、智能医疗设备、智能机器人设备、智慧物流设备、工业自动化设备等。
无刷直流电机工作原理详解
日期: 2014-05-28 / 作者: admin / 分类: 技术文章 1. 简介 本文要介绍电机种类中发展快速且应用广泛的无刷直流电机（以下简称BLDC）。BLDC被广泛的用于日常生活用具、汽车工业、航空、消费电子、医学电子、工业自动化等装置和仪表。顾名思义，BLDC不使用机械结构的换向电刷而直接使用电子换向器，在使用中BLDC相比有刷电机有许多的优点，比如： 能获得更好的扭矩转速特性； 高速动态响应； 高效率； 长寿命； 低噪声； 高转速。 另外，BLDC更优的扭矩和外形尺寸比使得它更适合用于对电机自身重量和大小比较敏感的场合。 2. BLDC结构和基本工作原理 BLDC属于同步电机的一种，这就意味着它的定子产生的磁场和转子产生的磁场是同频率的，所以BLDC并不会产生普通感应电机的频差现象。BLDC中又有单相、2相和3相电机的区别，相类型的不同决定其定子线圈绕组的多少。在这里我们将集中讨论的是应用最为 广泛的3相BLDC。 定子 BLDC定子是由许多硅钢片经过叠压和轴向冲压而成，每个冲槽内都有一定的线圈组成了绕组，可以参见图。从传统意义上讲，BLDC的定子和感应电机的定子有点类似，不过在定子绕组的分布上有一定的差别。大多数的BLDC定子有3个呈星行排列的绕组，每 个绕组又由许多内部结合的钢片按照一定的方式组成，偶数个绕组分布在定子的周围组成了偶数个磁极。 BLDC的定子绕组可以分为梯形和正弦两种绕组，它们的根本区别在于由于绕组的不同连接方式使它们产生的反电动势（反电动势的相关介绍请参加EMF一节）不同，分别呈现梯形和正弦波形，故用此命名了。梯形和正弦绕组产生的反电动势的波形图如图和图
无刷直流电机SPEED计算
SPEED分析87SWS-1电磁性能 一、 分析计算说明： 1、转子的材料为TP—A27E，转子的充磁方式为正弦（通过测量电机反电动势 得出）。 根据厂家提供的退磁曲线得出 剩磁Br=0.286T， 内禀矫顽力Hcj=2.34×105A/m, 相对回复磁导率为1.05， 密度为3800kg/m3 2、定子材料为50DW470,其B-H曲线如图（1）所示 图（1） 3、转子和定子的参数设置后如图（2）所示： 此处简化成空气 图（2）
4、本次电机分析 1）电参数：绕组为星形联接，绕组的线径为Φ0.19mm，匝数为670匝，漆膜厚度为0.02mm,骨架厚度liner设为0.625mm,槽隙绝缘参数等都按理想默认值设置。绕组的具体绕法如图（3）所示： 图（3） 2）磁参数：通过修正XBrT参数把电机的反电动势调至于实际相符。经过调整XBrT=1.4，SPEED软件计算出的EFM与实际的反电动势如图所示： 电机500r/min时的反电动势波形 实际测量波形SPEED计算波形 3）控制参数： 额定电压为：310V，驱动方式：Drive为方波驱动，峰值限流ISP：0.6， 占空比DuCy：1，控制方式SW_CtL为：V120_Q1(上桥壁斩波)，斩波形式为Soft，斩波频率为20KHz。晶体管正向导通压降设为1V，二极管正向导通压降设为0.6V，其余均按理想的默认设置。 4）损耗：设置为1400r/min是的损耗功率为0.5W。
二、设置完成后用SPEED进行模拟计算分析得出下组曲线： 1、转矩——转速曲线 2、电流——转速曲线
3、输出功率——转速曲线 4、效率——转速曲线
KW调速永磁同步电动机电磁设计程序文件
11KW 变频起动永磁同步电动机电磁设计程序 及电磁仿真 1永磁同步电动机电磁设计程序 1.1额定数据和技术要求 除特殊注明外，电磁计算程序中的单位均按目前电机行业电磁计算时习惯使用的单位，尺寸以cm(厘米)、面积以cm 2(平方厘米)、电压以V （伏）、电流以A （安）、功率和损耗以（瓦）、电阻和电抗以Ω（欧姆）、磁通以Wb(韦伯)、磁密以T(特斯拉)、磁场强度以A/cm(安培/厘米)、转矩以N （牛顿）为单位。 1额定功率kw P n 11= 2相数 31=m 3额定线电压V U N 3801= 额定相电压Y 接法V U U N N 39.2193/1== 4额定频率50f HZ = 5电动机的极对数P =2 6额定效率87.0, =N η 7额定功率因数78.0cos , =N ? 8失步转矩倍数2.2* =poN T 9起动转矩倍数2.2* =stN T 10起动电流倍数2.2* =stN I 11额定相电流62.2478.087.039.21931011cos 105 , ,15=????=?=A U m P I N N N N N ?η 12额定转速1000=N n r/min 13额定转矩m N n P T N N N .039.1051000 11 55.91055.93=?=?=
14绝缘等级:B 级 15绕组形式:双层叠绕Y 接法 1.2主要尺寸 16铁心材料DW540-50硅钢片 17转子磁路结构形式:表贴式 18气隙长度cm 07.0=δ 19定子外径cm D 261= 20定子内径cm D i 181= 21转子外径86.17)07.0218(212=?-=-=cm D D i δ 22转子内径cm D i 62= 23定,转子铁心长度cm l l 1521== 24铁心计算长度cm l l a 152== 铁心有效长度cm cm l l a ef 14.15)07.0215(2=?+=+=δ 25定子槽数136Q = 26定子每极每相槽数332/362/11??==p m Q q =2 27极距cm P D i p 728.932/1814.32/1=??==πτ 28定子槽形:梨形槽 定子槽尺寸 cm h cm r cm b cm b cm h 72.153.078.038.008.002110101===== 29定子齿距cm Q D t i 5708.136 181 1 1== = π π
直流无刷微型电机参数
直流无刷微型电机是一种常用的驱动电机，具有减速、提升扭矩功能，主要结构由直流无刷电机，减速齿轮箱集成制造组装而成，也称为直流无刷减速电机；非标直流无刷微型电机通常采用定制参数开发而成，例如定制参数范围，直径规格在3.4mm-38mm之间，额定电压在3V-24V，输出力矩范围：1gf.cm到50Kgf.cm之间，减速比范围：5-1500；输出转速范围：5-2000rpm； 直流无刷微型电机参数： 产品名称：直流无刷减速电机（齿轮电机） 产品分类：无刷减速电机 产品规格：Φ20MM产品 电压：12V 驱动电机：无刷电机 齿轮箱类型：行星齿轮箱 空载电流：220 mA（可定制） 负载转速：2.4-1000 rpm（可定制） 减速比：5/25/125/625:1（可定制） 微型无刷直流减速电机齿轮箱具有体积小、重量轻、力矩大、低噪音、超长寿命、不易损坏的特点。兆威生产的微型直流无刷减速电机，采用、通用的直流无刷电机，性能稳定，匹配性，适用于多种领域。
非标定制无刷微型电机齿轮箱产品： 产品名称：机器关节无刷舵机 产品分类：无刷减速电机 产品名称：无刷舵机 工作电压：24V 额定电流：1.22A 额定扭矩：4.2NM 空载转速：38RPM 额定转速：34RPM 小控制角：0.17° 关节模式：0~360° 操作温度：0~60°C 产品说明：机器关节无刷舵机应用于机器人的角度传感器和齿轮传动装置，提高了机器人的关节控制，让机器人关节转动和其它可移动部位的位置更具灵活性。
无刷微型电机标准参数产品： 产品名称：6V直流减速电机 产品分类：直流减速电机 外径：6mm 材质：塑料 旋转方向：cw&ccw 齿轮箱回程差：≤3° 轴承：烧结轴承;滚动轴承 轴向窜动：≤0.3mm(烧结轴承)；≤0.2mm(滚动轴承)输出轴径向负载：≤0.3N(烧结轴承)；≤4N(滚动轴承)
无刷直流电机的经典换相方式
无刷直流电机经典换相方式(转) [日期：2008-12-5] 作者：来源： 1、引言 你希望在你的新产品中使用无刷伺服电机吗？平时，我们可能也常碰到一些关键词，例如“梯形波式”，“正弦波式”和“矢量控制”。只有当你了解了他们的真正含义，才能在你的新设计中选择正确的产品。 在过去的十年甚至二十年中，伺服电机市场已经从有刷伺服转变成无刷伺服的市场，这主要是由无刷伺服的低维修率和高稳定性所决定的。在这十几年中，驱动部分在电路和系统方面的技术已发展的非常完善。控制方式也已经完全可以实现那些关键词所描述的功能。 大部分的高性能的伺服系统都采用一个内部控制环来控制力矩。这个内部的力矩环通过和外部的速度环和位置环的配合以达到不同的控制效果。外部控制环的设计是与匹配的电机没有关系的，而内部的力矩环的设计则与所匹配的电机的性能息息相关。 有刷电机的力矩控制是非常简单的，因为有刷电机自身可完成换相工作。所输出的力矩是和有刷电机两极输入的直流电压成正比的。力矩也可通过P-I控制回路轻松地得到控制。P-I控制回路的主要功能就是通过检测电机实际电流和控制电流之间的偏差，实时地调整电机的输入电压。 图1 由于无刷电机自身没有换相功能，所以相对应的控制方式就比较复杂。无刷电机有三组线圈，有别于有刷电机的两组线圈。为了获得有效的力矩，无刷电机的三组线圈必须根据转子的实际位置进行相互独立的控制。这种驱动方式就充分地说明了对无刷电机控制的复杂性。 2、无刷电机基础 简单来说，无刷电机主要由旋转的永磁体（转子）和三组均匀分布的线圈（定子）组成，线圈包围着定子被固定在外部。电流流经线圈产生磁场，三组磁场相互叠加形成一个矢量磁场。通过分别控制三组线圈上的电流大小，我们可以使定子产生任意方向和大小的磁场。同时，通过定子和转子磁场之间的相互吸引和排斥，力矩便可自由地得到控制。
11KW调速永磁同步电动机电磁设计程序2
11KW变频起动永磁同步电动机电磁设计程序 及电磁仿真 1永磁同步电动机电磁设计程序 1.1额定数据和技术要求 除特殊注明外，电磁计算程序中的单位均按目前电机行业电磁计算时习惯使用的单位，尺寸以cm（厘米）、面积以cm2（平方厘米）、电压以V （伏）、电流以A （安八功率和损耗以（瓦）、电阻和电抗以门（欧姆）、磁通以Wb（韦伯）、磁密以T（特斯拉）、磁场强度以A/cm（安培/厘米）、转矩以N （牛顿）为单位。 1额定功率P n =11kW 2相数叶=3 3额定线电压U N1 =380V 额定相电压丫接法U N =U N1 / 3 = 219.39V 4额定频率f =50HZ 5电动机的极对数P=2 6额定效率N =0.87 7额定功率因数cos N =0.78 8失步转矩倍数T；°N =22 9起动转矩倍数T；N =22 10起动电流倍数I；N =2.2 12 额定转速n N =1000r/min 13额定转矩T N二9.55P N 103二 9.55 11 二105.039N.m n N 11额定相电流I N P N X105 0U N N COS N 11 105 3 219.39 0.87 0.78 A-24.62
14绝缘等级:B级 15绕组形式：双层叠绕Y接法 1.2主要尺寸 16铁心材料DW540-50硅钢片 17转子磁路结构形式：表贴式 18气隙长度：=0.07cm 19定子外径D1 =26cm 20定子内径D i1 =18cm 21 转子外径D2二D H—2、=(18 -2 0.07)cm =17.86 22转子内径D i2 =6cm 23定,转子铁心长度h日2 =15cm 24铁心计算长度l a J =15cm 铁心有效长度l ef =la 2、=(15 2 0.07)cm = 15.14cm 25定子槽数Q1 = 36 26定子每极每相槽数q =Q1 /2gp =36/2 3 3=2 27极距巨p =蔥D i1/2P =3.14 18/2 9.728cm 28定子槽形:梨形槽定子槽尺寸 h01= 0.08cm b01= 0.38cm bi = 0.78cm r1 二 0.53cm h o2 = 1.72cm 巧“18^ 29定子齿距t1卩 1.5708cm Q136
无刷直流电机数学模型完整版复习进程
无刷直流电机数学模 型完整版
电机数学模型 以二相导通星形三相六状态为例，分析BLDC的数学模型及电磁转矩等特性。为了便于分析，假定： a)三相绕组完全对称，气隙磁场为方波，定子电流、转子磁场分布皆对称； b)忽略齿槽、换相过程和电枢反应等的影响； c)电枢绕组在定子内表面均匀连续分布； d)磁路不饱和，不计涡流和磁滞损耗。 则三相绕组的电压平衡方程可表示为： (1) 式中：为定子相绕组电压(V)；为定子相绕组电流(A)； 为定子相绕组电动势(V)；L为每相绕组的自感(H)；M为每相绕组间的互感(H)；p为微分算子p=d/dt。 三相绕组为星形连接，且没有中线，则有 (2) (3) 得到最终电压方程： (4)
L-M L-M L-M r r r i a i b i c e a e c e b 图.无刷直流电机的等效电路 无刷直流电机的电磁转矩方程与普通直流电动机相似，其电磁转矩大小与磁通和电流幅值成正比 (5) 所以控制逆变器输出方波电流的幅值即可以控制BLDC 电机的转矩。为产生恒定的电磁转矩，要求定子电流为方波，反电动势为梯形波，且在每半个周期内，方波电流的持续时间为120°电角度，梯形波反电动势的平顶部分也为120°电角度，两者应严格同步。由于在任何时刻，定子只有两相导通，则： 电磁功率可表示为： (6) 电磁转矩又可表示为： (7) 无刷直流电机的运动方程为： (8) 其中为电磁转矩；为负载转矩；B 为阻尼系数；为电机机械转速；J 为电机的转动惯量。 传递函数：
无刷直流电机的运行特性和传统直流电机基本相同，其动态结构图可以采用直流电机通用的动态结构图，如图所示： Ct 365/(GD^2s) Ce 1/R U(s)+ - + - T L(s) T C(s) I(s) N(s) 图2.无刷直流电机动态结构图 由无刷直流电机动态结构图可求得其传递函数为: 式中： K1为电动势传递系数，，Ce 为电动势系数； K2为转矩传递函数，，R 为电动机内阻，Ct 为转矩系数； T m为电机时间常数，，G 为转子重量，D 为转子直径。 基于MATLAB的BLDC系统模型的建立 在Matlab中进行BLDC建模仿真方法的研究已受到广泛关注，已有提出采用节点电流法对电机控制系统进行分析，通过列写m文件，建立BLDC仿真模型，这种方法实质上是一种整体分析法，因而这一模型基础上修改控制算法或添加、删除闭环就显得很不方便；为了克服这一不足，提出在Matlab/Simulink中构造独立的功能模块，通过模块组合进行BLDC建模，这一方法可观性好，在原有建模的基础上添加、删除闭环或改变控制策略都十分便捷，但该方法采用
中小型三相感应电动机(单笼转子)电磁计算程序
中小型三相感应电动机（单笼转子）电磁计算程序 一． 额定数据及主要尺寸 1． 输出功率P N 2． 外施相电压U N ф，Y 接法3 N N U U = φ，Δ接法N N U U =φ 3． 功电流 φ N N KW U m P I 1= 4． 效率 η’ 按照设计任务书的规定 5． 功率因数cos φ’ 按照设计任务书的规定 6． 极对数p 7． 定转子槽数 Z 1、Z 2 8． 定转子每极槽数 p Z Z p 21 1= 9． p Z Z p 22 2= 10． 定转子冲片尺寸（见图1） 11． 极距 p D i 21 πτ= 12． 定转子齿距 1 1 1Z D t i π= 2 2 2Z D t π= 13． 节距 y —— 以槽数计 14． 转子斜槽宽 b sk （一般取一个定子齿距t 1，也可按需要设计） 15． 每槽导体数 双层线圈 N s1 =2×每线圈匝数 单层线圈 N s1 =每线圈匝数 16． 每相串联导体数 111 11a m Z N N s = φ 17． 绕组线规（估算）1 11 11''''J a I A N c t = I ’1（定子电流初步值）= ' cos '?ηKW I 18． 槽满率 ⑴槽面积 2 )'(222 21 1121r h h b r A s s π+-+=
⑵槽绝缘占面积 双层绕组 )22(112121' b r r h A s t t +++?=π 单层绕组 )2(21'r h A s t t π+?= ⑶槽有效面积 t s ef A A A -= ⑷槽满率 %100211?=ef s t f A d N N S 19． 铁心长l t 铁心有效长 无径向通风道 δ2+=t ef l l 定转子径向通风道不交错 ' 11v v t sf b n l l -= 定转子径向通风道交错 )('22'11v v v v t sf b n b n l l +-= 'v b 由图9查出 净铁长 无径向通风道 t Fe Fe l k l = 有径向通风道 )(v v t Fe Fe b n l k l -= 20． 绕组系数 111p d dp K K K = ⑴分布系数 2sin 2sin 111 αα q q K d = ⑵短距系数 βπ2sin 1 =p K 21． 每相有效串联导体数 11dp K N φ 二． 磁路计算 22． 每极磁通 1 11 11122.24dp dp Nm K fN E fN K K E φφ≈ = 其中φεN L U E )1(' 1-= （假设'1'L E K ε-=） 23． 每极齿部截面积 定子 111p t t Fe t Z b l K A = 转子 222p t t Fe t Z b l K A = 对于非平行齿，则b t 取离最窄齿三分之一齿高处的齿
直流无刷电机本体设计
电机与拖动基础 课程设计报告 设计题目： 学号： 指导教师： 信息与电气工程学院 二零一六年七月
直流无刷电机本体设计 1. 设计任务 (1) 额定功率 80N P W = (2) 额定电压310N U V ≤ (3) 电动机运行时额定转速 1000/min N n r = (4) 发电机运行时空载转速max 6000/min n r = (5) 最大允许过载倍数 2.5λ= (6) 耐冲击能力21500/m a m s = (7) 机壳外径42D mm ≤ 设计内容： 1. 根据给定的技术指标，计算电机基本尺寸，包括：定子铁心外径、定子铁心内径、铁心长度等。 2. 磁路计算，包括极对选择、磁钢选型、磁钢厚度、气隙长度等方面计算。 3. 定子绕组计算，包括定子绕组形式、定子槽数、绕组节距等计算。 2. 理论与计算过程 2.1 直流无刷电机的基本组成环节 直流无刷电动机的结构原理如图2-1-1所示。它主要由电机本体、位置传感器和电子开关线路三部分组成。电机本体在结构上与永磁同步电动机相似，但没有笼型绕组和其他起动装置。其定子绕组一般制成多相（三相、四相、五相不等），转子由永久磁钢按一定极对数（2p=2,4,……）组成。图中的电机本体为三相电机。三相定子绕组分别与电子开关线路中相应的功率开关器件连接，位置传感器的跟踪转子与电动机转轴相连接。 当定子绕组的某一相通电时，该电流与转子永久磁钢的磁极所产生的磁场相互作用而产生转矩，驱动转子旋转，再由位置传感器将转子磁钢位置变换成电信号，去控制电子开关线路，从而使定子各相绕组按一定次序导通，定子相电流随转子位置的变化而按一定的次序换相。由于电子开关线路的导通次序是与转子转角同步的，因而起到了机械换向器的换向作用。 因此，所谓直流无刷电机，就其基本结构而言，可以认为是一台由电子开关线路、永磁式同步电机以及位置传感器三者组成的“电动机系统”。其原理框图如图2-1-2所示。
无刷直流电机的控制算法
广州周立功单片机科技有限公司ZLG 精选微信文章分享TN01010101V0.00Date:2016/08/01无刷直流电机的控制算法 类别 内容关键词电机控制FOC 矢量变频 摘要无刷电机相比有刷电机控制起来比较复杂。可分为有感和无感控制，无论是哪种 控制方式，目的都是为了获取转子的位置，然后精确换向，这样才能保证电机达 到较高转速，且能保证了无刷电机起动的可靠性。 Technical Note
无刷直流电机的控制算法 摘要：无刷电机相比有刷电机控制起来比较复杂。可分为有感和无感控制，无论是哪种控制方式，目的都是为了获取转子的位置，然后精确换向，这样才能保证电机达到较高转速，且能保证了无刷电机起动的可靠性 推送目的：介绍无刷直流电机控制技术。 是否原创：否原文链接https://www.360docs.net/doc/7f4844656.html,/forum.php?mod=viewthread&tid=285 关键字：电机控制FOC矢量变频 正文： 图1封面图（三相直流无刷电机） 无刷电机相比有刷电机控制起来比较复杂。可分为有感和无感控制，无论是哪种控制方式，目的都是为了获取转子的位置，然后精确换向，这样才能保证电机达到较高转速，且能保证了无刷电机起动的可靠性。 关键词电机控制FOC矢量变频 概述 随着电力电子技术、微处理器以及现代控制理论的发展，无刷直流电机控制方案也逐渐用电子换相和复杂的控制算法代替机械电刷和换相器控制的方案，先进的控制方案既具备交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等一系列优点，又具备直流电动机的运行效率高、调速性能好等诸多优点，同时克服了有刷直流电机由机械电刷带来的噪声、火花、无线电干扰以及寿命短的弊病。下面就让我们介绍常用无刷直流电机控制方法。
无刷同步发电机电磁计算程序
无刷同步电机电磁计算程序 5.1 额定数据和主要尺寸 1．额定电压 U N V 380= 2．额定转速 n N 3000/min r = 3．额定频率 ?HZ 50= 4．额定功率因数 cos ?=0.9 5．额定电流 80N I A = 6．相数 m=3 7．确定功率: 600800.8 1.173.16P kw =???= 针对有会员 对公式7提出的质疑，经过分析和讨论，公式7更正为： P=sqrt(3)×600×80×0.8=66.5kW ，以下步骤用此数据代入，恕不一一修正。 另，其他公式目前暂未发现错误之处，欢迎大家继续批评指正 8．根据功率取对应T2X-250L 电机，额定功率75N P kw = 9．效率 91.4%η= 10．极数 2p 12012050 41500 N f n ?= == 11．计算功率： ' 1.0875 101.25cos 0.8E N K P P kw ??= == 式中 1.08E K =（对于同步发电机取值） 12．极弧系数：极弧长度(0.630.72)p b τ=～ 取' p α= 0.67p b τ = 13．气隙磁密 (0.71.07)B T δ=～ 取0.8B T δ= 14．取线负荷 280/280/ A K A m A c m == 15．电机的计算体积 3' 2'16.110il p B dp N P D lef K K A B n δα????=? ??
33 33 6.110101.25100.67 1.110.92280000.81500 27.110m -???= ?????=? 16．主要尺寸比：0.6 2.5λ=～ 17．定子铁心内径取值范围 il D = 0.23990.3860m ==～ 18．定子铁心铁外径： ()111.42 1.420.23990.3407i D D m ===～0.3860～0.5481 按标准选取1430D mm = 则定子内径：11430302.823001.42 1.42i D D cm mm ==≈≈ 19．定子铁心有效长度： 23122127.1100.30113000.3i i D lef l lef m mm D -??≈==≈≈ 20．定子铁心净长度： ()3000.92276Fet Fet k k Fet l K l n b K l mm =-=?=?= 式中Fet K =0.92(对0.5mm 厚硅钢片) 在对发电机的计算中,k k n b 不计入Fet l 中 本次设计选用的硅钢片型号为：DR530-50对应的老牌号为D22 21．磁极铁心总长度：300m ef l l mm == 22．磁极铁心净长度： 0.953028.5Fem Fem m l K l cm =?=?= 式中Fem K =0.95（对于1 1.5mm ～厚钢片） 23．极距： 1300235.524i D mm p ππτ?=== 24．圆周速度：223.55/1000 f m s τ ν=?= 25．气隙长度： 最小气隙：c K B A ???= δ τ δ）～（30.025.0