如何从材料利用率考核两台电机

yayay2010

我们以两台电机为例，二者转速不同，尺寸差别也较大，如何以材料利用率为标准来考核两台电机那台设计更为出色。有没有具体的公式什么的，若单位体积输出多少功率我感觉不是很合适。

标准答案

用单位体积输出多少多少转矩是比较科学的。

pat

一般是在同样的电压和电流下，用转矩体积密度和功率质量密度考核

yayay2010

标准答案 发表于 2014-4-30 19:29
用单位体积输出多少多少转矩是比较科学的。

同一尺寸电机来讲，分别设计成3000rpm额定转速和2000rpm额定转速，转速低的坑定输出转矩大。所以我觉得“单位体积输出转矩多少”适合衡量尺寸不同，但额定转速相同的电机。若是尺寸不同，额定转速也不同，好像这样比较就不是很合适了。对吧。

标准答案

yayay2010 发表于 2014-5-2 07:51
同一尺寸电机来讲，分别设计成3000rpm额定转速和2000rpm额定转速，转速低的坑定输出转矩大。所以我觉得“ ...

“同一尺寸电机来讲，分别设计成3000rpm额定转速和2000rpm额定转速，转速低的坑定输出转矩大”

何以见得？？？

yayay2010

标准答案 发表于 2014-5-2 22:32
“同一尺寸电机来讲，分别设计成3000rpm额定转速和2000rpm额定转速，转速低的坑定输出转矩大”

何以见 ...

转矩=转矩系数*电流；对与额定转速低的电机，其转矩系数就会高一点，在反电势不变的情况下，匝数增加横截面减小，其额定电流一般会减小，好像不确定T会变大还是小；。。。。
不过有些样本就是如此的。

daigengzhi

楼上的说法值得商榷，同样体积的电机，转速低的怎么就能得出转矩大呢？转矩和转速又没有关系，更何况还需要考虑电机的温升。

yayay2010

daigengzhi 发表于 2014-5-21 16:07
楼上的说法值得商榷，同样体积的电机，转速低的怎么就能得出转矩大呢？转矩和转速又没有关系，更何况还需要 ...

1、反电势（E，设计为相同值）
E1：E2=1:1；
2、反电势系数（ke）
ke1:Ke=3:2；
3、每相串联匝数（N）
N1：N2=3:2；
4、导线截面积（S，采用同一线规，和并饶根数正比，前提槽所容纳导线根数相同）
S1：S2=2:3；
5、电阻（R，正比于N，反比与S）
R1：R2=9:4；
6、铜耗（Pcu=I*I*R，设计为相同值）
Pcu1：Pcu2=1:1；
7、电流(I)
I1:I2=2:3;
8、线负荷（A正比于N*I乘积）
A1：A2=1:1；
9、电流密度（J=I/S）
J1：J2=1:1；
注：结构相同，温升只和AJ乘积有关，可认为温升控制在同一水平。
10、电磁功率（Pe和EI乘积正比）
Pe1：Pe2=2:3；
11、电磁功率（Te=Pe/(2*pi*n/60)，额定功率指输出功率）
Te1：Te2=1:1.
---------------------------------------至此，公式就算完了，如对公式或结果有质疑，欢迎提出

补充一句：所有参数中1表示2000转电机参数，2表示3000转电机参数

yayay2010

那为什么说2000转电机额定转矩（输出转矩）会大一点呢，我认为可以从两个角度考虑
1、铁耗：转速越高频率越高，铁耗越大，铁耗大了温升就高。为了和3000转电机温升保持一致，设计2000转电机时额定电流可以再加大一点（本来I1：I2=2:3，这时可搞成2.2:3或者更大一点），输出转矩自然会跟着有所提高；
2、机械损耗，也就是空载损耗：转速越高，摩擦损耗会大，也就是说本来Te1：Te2=1:1，然后他们都要减去一部分，明显3000转电机要减去的部分大一点，好的现在变成了，比如说（TN1：TN2=0.99：0.95），还是2000转电机输出转矩大。
由于存在以上情况，2000转电机确实输出转矩可以比3000转电机要大。而且这个差距就是因为转速引起的。

张老五

在电机类型结构相同，材料工艺水平相当的前提下，电机体积相同，转矩也差别有限

luofen123

电机冷却方式和工作制相同，允许温升相同情况下，电机体积与输出扭矩成正比。因此个人认为考核单位体积输出扭矩或单位质量内输出扭矩较为公平，能真实反映材料的利用率率。

yayay2010

luofen123 发表于 2014-6-23 21:54
电机冷却方式和工作制相同，允许温升相同情况下，电机体积与输出扭矩成正比。因此个人认为考核单位体积输出 ...

同一款电机，设计成2000rpm和3000rpm两种规格，除了绕组不一样，其他均相同。他们的输出转矩是不一样的，这又该如何考量。。。？

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我在8楼的计算9楼的分析就是说明：为什么2000rpm电机比3000rpm电机转矩输出会大一点。
所以我认为单位体积转矩输出只有在同转速下比较才有意义。

luofen123

yayay2010 发表于 2014-6-26 10:39
同一款电机，设计成2000rpm和3000rpm两种规格，除了绕组不一样，其他均相同。他们的输出转矩是不一样的 ...

同一款电机，若转速不同，个人认为在不考虑单位产品系列化或通用化的情况下，我建议3000r/min电机铁心可短三分之一，铁心槽数不变，绕组匝数等参数不变，这样可以省铜和省铁。因为3000r/min的电机扭矩小，电机体积原则上成比于扭矩。

zdhth

个人倾向于：电机体积原则上成比于扭矩。