电机设计求助

fate123

求助各位大佬，这是我设计的一个机器人关节电机，仿真要求中指出在额定工况下转矩为3Nm，而在过载工况下转矩需要达到30Nm。一开始达不到30Nm，经过加厚永磁体，改极弧系数，修改槽型等操作转矩达到30Nm了，但是定子齿尖磁密好像过高了，且槽内出现了部分漏磁，不能再继续缩小槽面积了吧？另外电机的定子外径和转子内径是固定的尺寸，在这种情况下应该按照什么方向修改电机尺寸参数呢？？恳求懂得的大佬为我指点一二，非常感谢！

MoMoNiz

加叠长可以吗？还有槽面积看起来好小，电流密度会不会很高？

ghcj007

楼主这个是用什么软件仿真的啊？

kingbinta

3Nm应该电机外形尺寸比较大了。且电机剖视图看着很别扭。用18槽20极或27槽30极试试。

fate123

MoMoNiz 发表于 2026-5-8 08:12
加叠长可以吗？还有槽面积看起来好小，电流密度会不会很高？

感谢您的解答！我这个电机叠长是固定的90mm，定子外径和转子内径、槽数极数等都是固定的。槽面积是好小，修改之前更大一些，后来为了降低定子轭部和齿尖的磁密牺牲了一部分槽面积。电流密度J=I有效/（并联支路数a*并绕根数b*Π*（D/2）²），是通过这个公式计算的吗？是有一点高，12槽14极电机的并联支路数a好像只能取1对吗？那是不是只能修改并绕根数b来降低电流密度？

蓝海翊

ghcj007 发表于 2026-5-8 08:42
楼主这个是用什么软件仿真的啊？

这不就是ANSYS 么？ Ansys 电磁仿真软件的2D 模块

fate123

ghcj007 发表于 2026-5-8 08:42
楼主这个是用什么软件仿真的啊？

就是用的Maxwell仿真的

fate123

kingbinta 发表于 2026-5-8 10:07
3Nm应该电机外形尺寸比较大了。且电机剖视图看着很别扭。用18槽20极或27槽30极试试。 ...

谢谢您的解答！但是我这款电机的定子外径和转子内径、极槽配合都被技术需求固定了，不知道还有没有别的办法能够解决

蓝海翊

fate123 发表于 2026-5-8 10:41
感谢您的解答！我这个电机叠长是固定的90mm，定子外径和转子内径、槽数极数等都是固定的。槽面积是好小， ...

12槽14极可以选a=2 . 你的电机长度外径， 槽极配合都已经定死了， 楼主可以考虑增强磁铁牌号， 然后减少定子圈数，在适当增加线径，降低电密。
电密满足设计需求了，然后看一下定子齿尖是否可以在加宽一点。
个人感觉加宽磁石不是一个很好的选择，占了太多绕线面积了，不如增加牌号。

raozhimeng

超过2T以上的结果 我认为都是失真的 也就是意味着 不一定能达到30Nm 切记

欧阳庆

raozhimeng 发表于 2026-5-8 11:29
超过2T以上的结果 我认为都是失真的 也就是意味着 不一定能达到30Nm 切记

这位仁兄，是否可以具体的讲讲为何？

盛茂

这么大的过载啊  请问输入电压是多少的，当30Nm出力时候，负载反电动势到多少了

fate123

蓝海翊 发表于 2026-5-8 10:57
12槽14极可以选a=2 . 你的电机长度外径， 槽极配合都已经定死了， 楼主可以考虑增强磁铁牌号， 然后减少 ...

好的，感谢您的建议！！我几乎都没有往这个方向想过，我之前用的磁铁是NdFe35，也许就是这个原因，我增强磁铁牌号试一试看看，这样空间分配应该就不用这么紧凑了；另外请问定转子铁芯的材料需要更改吗？这样是否能够改善饱和的情况？我当前采用的铁芯材料是DW315_50

fate123

raozhimeng 发表于 2026-5-8 11:29
超过2T以上的结果 我认为都是失真的 也就是意味着 不一定能达到30Nm 切记

我对此也感觉很疑惑，一般来说真实情况下铁芯的磁密都应该是低于2T对吗？那仿真的磁密确实太高了，这样的话是不是只能继续加厚定子齿尖、定子轭部来降低磁密？谢谢您的解答

fate123

盛茂 发表于 2026-5-8 16:21
这么大的过载啊  请问输入电压是多少的，当30Nm出力时候，负载反电动势到多少了  ...

您好，我采用的是电流源激励，指标要求在额定工况下的电流有效值≤17A，额定转矩为3Nm；峰值电流有效值≤167A，峰值转矩＞30Nm，过载工况下反电动势确实好大，达到了96V了都，已经超过母线电压72V了