《48槽52极电摩电机1500W电磁设计说明》.pdf

SPREADWIN CO., LTD 1500W ANSOFT 1500W ANSOFT 电摩电W AANNSSOOFFTT 仿真电磁设计说明 项目代做提交文档 一、电机设计要求说明： 1、利用现有内置钢圈，内径为205mm 铝合金轮毂，采用改进的冲片设计和磁钢设计， 比现有量产方案节省磁钢15%； 2、转速460 转/分，52 极，额定功率输出1.5KW，额定转矩输出31.5Nm，效率85%,； 3、最大功率输出3.5KW，最大转矩输出80Nm； 4、使用接48V AC 输入的控制器，额定电流32A； 5、选用最高耐温150℃的磁钢。 二、设计思路： 电摩用的直流无刷马达功率通常在350W-1500W 之间，额定转速小于500 转/分， 要设计电摩直流无刷马达，第一步就是根据上述条件确定所使用的槽极配合，目前市场 上主流的电摩马达使用51 槽46 极，轮毂内径为标准的205mm,这个规格配件基本标准化， 所以成本低廉，绕线接线方式固定，业内基本上已经形成事实的标准。从节省成本、提 高功率输出和改善马达性能的角度出发，选用48 槽52 极的方案，适当的增加用铜量， 比较显著的降低磁钢用量，节省磁钢成本，改善成本构成的同时有效的降低马达的物料 成本，每极每相槽数q=4/13，48 槽52 极两个单元机，槽极组合优质： 1、分母为奇数，奇对称，不含偶数次谐波，最小公倍数大LCM=524,齿槽转矩波动 小，电机振动和噪音小； 2、分子为4，每个单元机4 个绕组分布依次反向连续占4 个齿，互感很小，而且反 电势波形良好； 3、绕组系数：0.949469，绕组利用率比较高； 4、基于以上三点，如果使用矢量控制器将会进一步提升电机性能。 三、定转子冲片和气隙的磁负荷分析 马达铁长为41mm，图1（1/4 对称模型）为客户要求使用的定子冲片外形尺寸。 空载磁路设计的磁负荷参数NO-LOAD MAGNETIC DATA： 定子齿磁通密度Stator-Teeth Flux Density (Tesla):1.88； 定子轭磁通密度Stator-Yoke Flux Density (Tesla): 1.14； 转子轭磁通密度Rotor-Yoke Flux Density (Tesla): 0.6； 气隙磁通密度 Air-Gap Flux Density (Tesla): 0.75。 上述定子磁路设计，使电机负载时铁耗和铜耗处于一个比较好的比例下，有利于获 得较高的电机效率输出，定子轭和转子轭比较低磁通密度，有利于马达的整体散热，并 Version No. : 1 Realize your dream of Technology！ 技术支持QQ 群：280025760 SPREADWIN CO., LTD 且，整体转子钢圈功耗控制有利于轮毂外径和轮胎接触处保持在相对较低的温度下。 图 1 四、绕组设计： 并联支路数Number of Parallel Branches: 4 每槽导体数Number of Conductors per Slot: 36，双层绕组，每槽两个线圈，每个线圈18 匝 绕组跨距 Average Coil Pitch: 1 线径Wire Diameter (mm): 每匝两根并绕，1Xφ0.85 和1Xφ0.9，漆包圆线类型 Y180-1 槽 绝缘0.5 NMN 槽满率Stator Slot Fill Factor (%):59% 线圈半匝长 Coil Half-Turn Length (mm): 64.9 工作温度下的定子相电阻（115℃）Armat