⚡ 基本电机关系

角速度转换

ω = \frac{2π × n}{60}

说明:角速度与转速的关系

适用条件:适用于所有旋转电机
符号 含义 单位
ω 角速度 rad/s
n 转速 r/min

电气频率

f_e = \frac{p × n}{60}

说明:电气频率计算,基于极对数和机械转速

适用条件:适用于同步电机和异步电机
符号 含义 单位
f_e 电气频率 Hz
p 极对数
n 转速 r/min

🧲 磁链计算

从电压计算磁链

Ψ = \frac{E_{phase\_peak}}{p × ω}

说明:基于相反电动势峰值计算磁链

适用条件:需要准确的相反电动势峰值测量值,适用于星型连接电机
符号 含义 单位
Ψ 磁链 Wb
E_{phase\_peak} 相反电动势峰值 V
p 极对数
ω 角速度 rad/s

从转矩计算磁链

Ψ = \frac{2}{3} × \frac{T}{p × I_{rated}}

说明:基于转矩和电流的精确计算

适用条件:基于完整三相电机模型的精确公式
符号 含义 单位
Ψ 磁链 Wb
T 转矩 N·m
p 极对数
I_{rated} 额定电流 A

从功率计算磁链

Ψ = \frac{2}{3} × \frac{P_{rated}}{p × I_{est} × ω}

说明:基于额定功率的精确计算

适用条件:基于完整三相电机模型,精度较高
符号 含义 单位
Ψ 磁链 Wb
P_{rated} 额定功率 W
p 极对数
I_{est} 估算电流 A
ω 角速度 rad/s

🔧 电机常数

反电动势常数Ke定义

K_e = Ψ × p

说明:相反电动势常数定义

适用条件:基于相电压的反电动势常数
符号 含义 单位
K_e 反电动势常数 V·s/rad
Ψ 磁链 Wb
p 极对数

转矩常数Kt定义

K_t = \frac{3}{2} × p × Ψ

说明:转矩常数定义公式

适用条件:完整三相电机模型
符号 含义 单位
K_t 转矩常数 N·m/A
p 极对数
Ψ 磁链 Wb

Kt与Ke关系

K_t = 1.5 × K_e

说明:转矩常数与反电动势常数的理论关系

适用条件:理想三相电机模型
符号 含义 单位
K_t 转矩常数 N·m/A
K_e 反电动势常数 V·s/rad

💪 功率计算

机械功率

P_{mech} = T × ω

说明:机械功率计算基本公式

适用条件:适用于所有旋转电机
符号 含义 单位
P_{mech} 机械功率 W
T 转矩 N·m
ω 角速度 rad/s

三相电功率

P_{elec} = \sqrt{3} × U_{line\_rated} × I_{rated} × cos\phi

说明:三相电气功率计算

适用条件:三相对称系统
符号 含义 单位
P_{elec} 电气功率 W
U_{line\_rated} 额定线电压 V
I_{rated} 额定电流 A
cos\phi 功率因数 -

视在功率

S = \sqrt{3} × U_{line\_rated} × I_{rated}

说明:三相视在功率计算

适用条件:三相对称系统
符号 含义 单位
S 视在功率 VA
U_{line\_rated} 额定线电压 V
I_{rated} 额定电流 A

无功功率

Q = \sqrt{S^2 - P_{elec}^2}

说明:无功功率计算

适用条件:基于功率三角形关系
符号 含义 单位
Q 无功功率 VAR
S 视在功率 VA
P_{elec} 有功功率 W

🔌 电阻电感计算

基于铜损的电阻计算

R = \frac{P_{cu}}{3 × I^2}

说明:基于铜损的电阻计算

适用条件:假设三相对称
符号 含义 单位
R 电阻 Ω
P_{cu} 铜损 W
I 电流 A

电阻经验估算

R \approx k_R × P_{rated}^{-0.5}

说明:基于额定功率的电阻经验估算

适用条件:经验公式,k_R为电阻经验常数
符号 含义 单位
R 电阻 Ω
k_R 电阻经验常数 -
P_{rated} 额定功率 W

几何电感计算

L_s \approx \mu_0 × D × l × k

说明:基于几何参数的电感估算

适用条件:简化模型,k为几何常数,l为铁心长度
符号 含义 单位
L_s 定子电感 H
\mu_0 真空磁导率 H/m
D 直径 m
l 铁心长度 m
k 几何常数 -

电感经验估算

L \approx L_{base} × (\frac{P_{base}}{P})^{0.5}

说明:基于功率等级的电感经验估算

适用条件:经验公式,需要基准值
符号 含义 单位
L 电感 H
L_{base} 基准电感 H
P_{base} 基准功率 W
P 实际功率 W

⚡ 电压关系

相电压与线电压关系

U_{phase} = \frac{U_{line}}{\sqrt{3}}

说明:星形连接的相电压与线电压关系

适用条件:仅适用于星形连接
符号 含义 单位
U_{phase} 相电压 V
U_{line} 线电压 V

精确额定相电压计算

U_{phase\_rated} = \sqrt{(E_{phase\_rated}+I×Z×cos\phi)^2 + (I×Z×sin\phi)^2}

说明:考虑阻抗和功率因数的额定相电压计算

适用条件:精确计算,需要阻抗和功率因数参数
符号 含义 单位
U_{phase\_rated} 额定相电压 V
E_{phase\_rated} 额定相反电动势 V
I 电流 A
Z 阻抗 Ω
cos\phi 功率因数 -
sin\phi 功率因数正弦值 -

简化额定线电压计算

U_{line\_rated} = E_{line\_rated} + I_{rated} × R_{est}

说明:简化的额定线电压计算

适用条件:忽略电感,仅考虑电阻压降
符号 含义 单位
U_{line\_rated} 额定线电压 V
E_{line\_rated} 额定线反电动势 V
I_{rated} 额定电流 A
R_{est} 估算电阻 Ω

基于电流的线电压计算

U_{line\_rated} = I_{rated} × \sqrt{R^2 + (ω × L)^2}

说明:基于额定电流的线电压计算

适用条件:基于欧姆定律U=IZ,忽略反电动势
符号 含义 单位
U_{line\_rated} 额定线电压 V
I_{rated} 额定电流 A
R 电阻 Ω
ω 角速度 rad/s
L 电感 H

🔥 过载特性

过载电流

I_{overload} = I_{rated} × k_{overload}

说明:过载电流计算

适用条件:短时过载条件
符号 含义 单位
I_{overload} 过载电流 A
I_{rated} 额定电流 A
k_{overload} 过载倍数 -

过载转矩

T_{overload} = T_{rated} × k_{overload}

说明:过载转矩计算

适用条件:假设转矩与电流成正比
符号 含义 单位
T_{overload} 过载转矩 N·m
T_{rated} 额定转矩 N·m
k_{overload} 过载倍数 -

过载铜损

P_{cu\_overload} = P_{cu\_rated} × k_{overload}^2

说明:过载状态下的铜损计算

适用条件:主要考虑铜损增加
符号 含义 单位
P_{cu\_overload} 过载铜损 W
P_{cu\_rated} 额定铜损 W
k_{overload} 过载倍数 -

⏱️ 时间常数

电气时间常数

τ_e = \frac{L}{R}

说明:电气时间常数计算

适用条件:一阶电路模型
符号 含义 单位
τ_e 电气时间常数 s
L 电感 H
R 电阻 Ω

热时间常数

τ_{th} \approx \frac{C_{th}}{G_{th}}

说明:热时间常数计算

适用条件:简化热模型
符号 含义 单位
τ_{th} 热时间常数 s
C_{th} 热容 J/K
G_{th} 热导 W/K

使用提示

  • 确保所有输入参数的单位正确
  • 注意公式的适用范围和条件
  • 对于估算公式,结果仅供参考
  • 建议结合多个公式进行交叉验证