电机设计的10大原则是什么？

电机是一种将电能转化为磁能，然后再转化为机械能的装置。因此，内部的核心是电磁转换，即电路和磁路的计算。图形仅为外部特性。真正的设计者应该设计和计算电机的电路和磁路，并计算固定转子的尺寸、线圈的安培匝数、气隙磁通量和其他重要参数

电机

电机设计的10大原则

1.不要设计太细长或扁平的电机

电机设计力求以最少的材料和成本获得最佳性能。一般来说，扁平电机的有效材料使用较少的铁和铜。有许多结构材料。细长电机的有效材料使用更多的铁。铜和结构材料较少，但结构刚度较差。

因此，电机的直径与长度之比具有最佳值。铁芯内圈与长度的比例约为1:1。电机的设计应根据电机的各种性能要求以及市场上有效材料和结构材料的价格进行优化。此外，还应考虑系列化、零部件通用化以及结构工艺模具的成本。

2.线圈的电流密度不应过高或过低

电机线圈有一定的电阻。当电流通过线圈时，会造成损耗，从而降低电机效率并提高绕组温度。电机设计希望减少电阻以减少损耗、降低温升并提高效率。降低电流密度和增加导线的横截面积可以降低电阻，但会增加线圈材料的消耗。由于槽面积的增加，铁芯的磁密度增加，电机励磁电流和铁损增加。因此，在选择电流密度时，应充分考虑电机的性能。电流密度一般为3～7A／mm²对于大型电机和封闭式电机，取较小值。对于小型电机和开式电机，应取较大值。

3.铁芯的磁密度不得过高或过低

当铁芯材料、频率和硅钢板厚度固定时，铁损取决于磁通密度。过高的磁通密度会增加铁耗并降低电机的效率。铁芯的加热会提高电机的温度。随着励磁电流匝数的增加，电机功率因数降低。因此，铁芯的磁通密度不应太高，也不应用于磁化曲线的过饱和部分。小型电机通常不超过155 T。磁通密度太低会增加电机材料的数量并增加成本。

4.油箱满油率不应过高或过低

槽满率是指槽中导线的面积与槽的有效面积之比。槽满率大意味着槽被填满，而槽满率小意味着槽填满。就充分利用电机材料和运行性能而言，槽满率越高越好。然而，插入线路太困难，劳动力和工作时间增加，绝缘容易损坏。槽满率低，电机运行时槽内导线松动，容易损坏绝缘。此外，插槽中还有许多间隙。由于空气的导热性差，线圈的散热受到影响，电机温度升高。手动插槽的满率一般为75％~78％，不超过80％。对于自动插入，槽满率通常不高于75％。

5.尽量选择平行齿梯形槽

硅钢板在磁化曲线的饱和部分工作。随着磁通密度的增加，单位长度励磁消耗的安培匝数显著增加。为了充分利用电机的内部空间，电机设计总是使硅钢板饱和。如果使用梯形齿，由于高磁通密度，励磁安培匝数将显著增加，电机功率因数将降低。如果使用平行齿，沿齿长的磁通密度是均匀的，并且励磁消耗的安培匝数大大减少。

6.坡口边缘不应有尖角

凹槽形状的设计应便于冲压模具的制造。当冲压模具淬火时，由于应力集中，裂纹经常出现在凹槽的尖角处。花园角也有助于延长冲压模具的寿命。坡口设计的边缘应尽量圆角，圆角半径不应小于1mm。

7.尝试用圆底槽代替平底槽

圆底槽的优点：

A、圆形底部槽可以改善导体的填充，且槽绝缘不易损坏。在相同的槽满速率下，圆形底部槽比平底槽更容易嵌入电线。

B、当为转子铸造铝时，圆形底槽比平底槽更好地填充铝。

C、与平底槽相比，圆底槽便于模具制造。

8.电机芯槽宽度不宜过大

电机槽太小，很难完成接线。电机槽过大，气隙磁通分布不均匀，增加了齿谐波和附加损耗。半封闭槽的宽度一般为2～3根导线直径，约3根导线。5mm。低压成型线圈在槽中的四个元件的边缘处采用半槽结构，以将槽宽度减少一半。

9.定子槽不要太多或太少

该电机定子槽多，磁动势好，电动势波形好。附加损耗小，电机效率高。但是，凹槽多，铁芯齿太窄，冲压变形大，加工性差。大量的槽也增加了模具的制造成本。在电机设计方面，线圈制造和离线工作时间有所增加。一般来说，定子槽数多，电机性能好，但成本高。通常，q≥异步电动机的每个电极和每个相位为2。

10.气隙不能太大或太小

气隙是指电机定子和转子之间的间隙。气隙尺寸对电机性能和制造工艺有很大影响。大气隙、大磁阻和许多安全励磁匝增加了电机的励磁电流，降低了电机的功率因数。然而，气隙将削弱谐波磁场并减少电机的附加损耗。大的气隙降低了电机部件的同轴度和装配精度；如果气隙太小，很容易清洁固定转子，并由于附加损耗的增加而降低电机效率。