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{振動電機}入職時間不長的小S找到小編，講訴了他鬧心的困惑：參與了多型電機的設(shè)計工作，竟然一次比一次問題多，從一開始的不太了解到后來愈來愈多的迷茫。

尤其材料的極限應(yīng)用、電磁負荷盡可能往高提升、單位功率的材料消耗、利用系數(shù)等等，攪得他一頭霧水。小編今天重點談?wù)勲姍C常數(shù)，剖析其物理含義，搞明白為什么要想方設(shè)法探底電磁負荷極限值。

電機常數(shù)是怎么回事

電機進行能量轉(zhuǎn)換時，無論是從機械能變成電能(發(fā)電機)，或從電能變成機械能(電動機)，能量均以電磁能的形式通過定、轉(zhuǎn)子間的氣隙進行傳遞，與之對應(yīng)的功率成為電機的電磁功率，用電機的計算功率P′表示,按下式計算：

P′=mEI×10-3(千伏安)——（1）

式中: m——繞組相數(shù)

E——繞組電動勢(伏)

I——繞組相電流(安)

繞組電動勢為

E=4KwmfWKdpΦ(伏)——（2）

式中 Kwm——氣隙磁場波形系數(shù)，正弦分布時等于1.11

f——電流頻率(赫)

W——繞組每相串聯(lián)匝數(shù)

Kdp——繞組系數(shù)，以基波繞組系數(shù)Kdp1代入

Φ——每極磁通(韋)

電流頻率為

f =pn/60——（3）

式中 p——極對數(shù)

n——轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)

每極磁通為

Φ=BδavτLef=Bδαp′τLef(韋)——（4）

式中 Bδ——氣隙磁密Max(特斯拉)

αp′——計算極弧系數(shù)，αp′=Bδav/Bδ，其中Bδav為氣隙平均磁密

Lef——電樞計算長度(米)

τ——極距(米)，τ=πD/2p(米)，其中D為電樞直徑(米)

沿電樞圓周單位長度上的總電流稱為電負荷A，即

A=2mWI/πD (安/米)——（5）

將（3）～（4）代入（2），（2）代入（1），整理后可得

(D2Lefn)/P′=6.1×103/(αp′Kwm KdpA Bδ)=CA——（6）

對于一定功率、轉(zhuǎn)速范圍的電機，電負荷A、磁負荷Bδ變動范圍不大，αp′、Kwm 、Kdp的變化范圍更小，故此CA稱為電機常數(shù)。

式（6）可變?yōu)?/p>

CA=(D2Lef)/(P′/n)=(60D2Lef)/(2πT′)——（7）

式中T′為計算轉(zhuǎn)矩，T′=P′/Ω=60P′/2πn, Ω為機械角速度(弧度/秒)。

解析電機常數(shù)

式（7）中(D2Lef)近似表示轉(zhuǎn)子有效部分體積，定子有效部分體積也和它有關(guān)。故而電機常數(shù)大體反映了產(chǎn)生單位計算轉(zhuǎn)矩所耗用的有效材料(銅、鋁、硅鋼片)的體積，并一度程度上反映了結(jié)構(gòu)材料的耗用量。

電機常數(shù)CA的倒數(shù)為

KA=1/CA=(2πT′)/(60D2Lef)=P′/(D2Lefn)——（8）

式（8）表明，KA表示單位體積有效材料所能產(chǎn)生的計算轉(zhuǎn)矩，其大小反映電機有效材料的利用程度，稱為利用系數(shù)。隨著電機制造水平的提高和材料質(zhì)量的改進，利用系數(shù)將不斷增大。

電磁負荷A、Bδ

式（6）中αp′、Kwm 、Kdp的數(shù)值一般變化不大，因此，電機的主要尺寸在很大程度上和選用的電磁負荷A、Bδ有關(guān)。電磁負荷A、Bδ愈高，電機尺寸愈小，這就是為什么要想方設(shè)法探底電磁負荷的極限值根本性原因，直接關(guān)系到對設(shè)計電機的性能和經(jīng)濟性。