《外转子三相异步电机设计 4.0》
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5.4 关于磁密和设计方法
1.磁密：不是一个数值，而是一个范围
在大电机的设计中，在很多理论分析的书籍上，因为负载变化造成的磁密变化，
通常都是被忽略的，因为大型异步电机绕组电阻较小，工作转速和同步转速又非常接
近，这种忽略并不会带来明显的误差，这样做可以简化理论分析。
某些有限元分析软件也这样做，异步电机的磁密统统按照同步转速来计算，但在
实际工作状况中，根本不会出现这个转速，这样的计算是真正的"纯理论"。这是某
些有限元软件比较搞笑的一件事，一方面为了精确地计算而剖分为很多细小的单元，
另一方面却忽略了最主要的因素。
因为在小电机中，绕组电阻通常比较大，因此绕线工艺造成的端部长度的不同，
和温度的变化，都会一定程度地影响压降，而压降会影响磁密。影响小电机性能的主
要是工艺，小电机的设计中，最重要的是设计前要了解工艺状况，使输入的系数数值
和实际状况一致。如果输入数值和实际完全不一样，则无论采用什么方法、无论买什
么软件，无论请哪个神仙来算，都不可能准确的。
另外小电机由于工作转速和同步转速相差较大，甚至可能处于堵转状态，这种负
载的变化，可以造成压降和漏磁两方面的变化，实际磁密数值会明显的变化。因此，
小电机中的磁密通常不是一个数值，而是一个范围。
这就造成了实际工作中很多专用
电机的空载电流比负载电流还大，空载温升比负载温升还高得多。
2.设计方法：工艺决定设计，书上的经验数值（如磁密等参数）并不值得过分关注
在传统的设计方法中，工程师们采用取磁密经验值的方法设计绕组匝数，但我们
有了软件之后，这种设计方法毫无意义。因为软件可以直接把性能参数计算出来，直
接关注最终性能就好了。如果磁密和漏抗等参数不合适，一定会反映到最终性能上来
的；如果最终性能很好，磁密等参数再怎么超出书本上的推荐取值也无妨，书本上的
推荐值 50 年来没有什么变化，但现在我们的材料和工艺已经有了很大的不同，很多
专用电机超出书本上的推荐数值的范围是很正常也很自然的事情。
所以，我们实际设计产品时，主要考虑工艺问题，由工艺能力决定产品设计。举
例：比如我们知道定子槽口小一点电机性能更好，但小到什么程度，具体取什么数值，
只能综合我们自己的冲片模具、冲片材料、嵌线能力等因素进行考虑，按书本上的所
谓经验公式进行一系列的计算，基本没有什么意义。再举例：气隙宽度一般应该大于
转子外圆跳动的 6 倍，如果机械加工精度很高，则可以取小一点的数值。总之，这些
参数的实际合理取值，因工厂的加工能力不同而变化，跟书上的经验公式、推荐数值
是多少没什么关系，产品设计者搞清楚自己工厂的特点才是最重要的事。