电机设计杂谈

浅风无影

关于电机设计的一些粗略计算，抛转引玉。

现要设计一台1.3kw的永磁同步伺服电机 搭配220v驱动器使用。电机的主要参数为

额定功率p=1.3kw

额定转速n=1500rpm

最高转速为n_max=3000rpm;

额定转矩T=p/n=8.28Nm

电机相数m=3

过载能力3倍

130mm法兰

10极12槽，分数槽集中绕组，绕组系数k=0.933，12槽分三相，每相4个绕组，设计并联支路数为2，则每相串联2个绕组。

可简单的计算一下电机的相关参数：

由于驱动器使用220v电源，则整流后的母线电压为310v。使用svpwm控制策略后，能加在电机上的每相交流电压幅值为310/1.732=178.98v

其有效值为178.98/1.414=126.58v

电机最高转速为3000rpm，是额定转速的两倍。考虑到最高转速时还能出一定的力，那么可以设计在额定转速1500rpm时的相反电势为126.58*0.8/2=50.632v，

则每千转下的反电势为 50.632/1.5=33.75v/（1000rpm）

假设功率因素为0.9，

则额定电流为I=P/m/V/0.9=1300/3/50.632/0.9=9.5A

由于反电势的方程为v=4.44fNkΦ

电机1500rpm下对应的电流频率为1500/60*5=125Hz

则电机每相串联匝数与磁通的乘积为N* Φ=50.632/4.44/125/0.933=0.09778

电机磁场气隙的平均切应力按教材最大值σ_tan=48000pa，（或者根据电机常数往下计算）

由于是3倍过载，则额定时σ_tan=48000/3=16000pa；

圆整为σ_tan=15000pa

中惯量伺服电机，选择电机的转子内径为80mm

忽略气隙时，极距为τ=3.14*80/10=25.12mm

则电机的转子的长度为l=2*T/D/D/π/σ_tan=54.94mm

选择N42SH的磁钢，常温下剩磁为1.3T,

设计气隙磁密峰值为1T.

因为三相同步电机中永磁铁产生的三次谐波磁通产生的反电势会被抵消。所以可以将气隙的永磁铁产生的磁密分布主要为1次和3次的叠加。叠加3次可以使气隙磁密呈梯形，那么

气隙的磁通Φ=τ*l*B*2/π*1.33=25.12*54.94*1*2*1.33/3.14*E-6=0.001169wb

由于N*Φ=0.09778

则N=0.09778/0.001169=83.6

则每槽的绕组匝数为83.6/2=41.8

上述计算非常粗略的知道了1.3kw电机的大致参数。想要计算更加准确，需要引入更多引入更多的参数，如气隙值等，进行电机的路算。基于上述信息可以在ansoft中建立模型，进行有限元仿真，优化具体参数了。

迷茫的维修

高人。

皮卡丘第二

浅风无影

迷茫的维修 发表于 2020-3-28 15:35
高人。

皮卡丘第二

生存艰难，求带啊！

2266998

不错，这就是工作的第一步，参数还要细化，

细化之后是结构设计，比如转子怎么设计，永磁的怎么处理，一直到电机做出来，