如何设计电机矽钢片几何尺寸,有什么参数要考虑?
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电机设计基本上包含三要素:磁能设计、磁路设计及输入电能设计三部分,以较为简单的永磁电机来举例说明,磁能设计就是磁铁规格的选定及配置安装设计;输入电能设计则为选定漆包线径与圈数等规格;磁路设计则是挑选导磁材料特性与尺寸规格部分。电机的能力规格就取决于此三要素,其中影响最大的往往是磁路设计,一旦导磁材料尺寸设计完成,则电机的最大输出能力就已经确定,即便再将磁铁或电能加强,都无法有效的获得输出能力。
导磁材料的影响为何如此重要 磁力线由电机转子上的磁铁部分产生,经由导磁材料的传导至定子部分,与定子上的电能线圈進行正交作用产生转矩,为电机转动力量的来源。但导磁材料能容许的磁通密度有限,目前能容纳最多的磁力通过的材质即为矽钢片,也是目前电机中最常使用的导磁材料。一旦矽钢片的磁通密度达到饱和状态,多出的磁力会变成到处乱串,无法有效流经定子与电能线圈产生转矩应用,视为漏磁通。
在导磁材料已选定之情況下,则单位面积可容纳的最大磁通密度已确定,剩下的就是相关尺寸的设计,也就是电机设计中最常讨论的矽钢片尺寸设计。若在內外径尺寸已确定之情況下,其主要工作包括三方向,第一就是在最小的面积內达到最大磁通密度的传导;第二则是避免漏磁通的产生;第三则是于不影响磁通需求下,增加槽面积,以容纳更多的电能导体使用。 如何设计转子的几何尺寸 电机定子矽钢片作为解说各部位的设计要点,约略分为三部分,分別为齿部、轭部、靴部,最佳化的电机磁路设计,往往会借助软件模拟,方可达到最佳设计需求与效果。
轭部:设计有三项需注意,分別为磁通密度、机械强度及铆合点问题,先由最简单的铆点设计来说,基本上要先考量矽钢片堆叠后的重量来决定铆点数量,过多的铆点数会影响磁力通过及机械强度问題,合理的铆合强度,铆点数越少越好。下图表示铆点的方向最好与磁通方向一致,降低对磁通影响程度。 |












