畢業(yè)論文-Ф90-550W單相串勵電動機電磁設(shè)計

=69.5362%電樞繞組平均半匝長式中電樞繞組電阻==3.0589計算功率式中旋轉(zhuǎn)電動勢實槽節(jié)距短距系數(shù)每極磁通（5）換向性能換向器節(jié)距換向器片距電刷尺寸電刷電流密度換向區(qū)域?qū)挾仁街须姌旋X距電樞齒頂寬電樞齒寬上部齒寬：下部齒寬：平均尺寬：電樞槽寬電樞槽形系數(shù)式中電樞單位漏磁導(dǎo)電樞每元件匝數(shù)換向元件電抗電動勢換向元件反應(yīng)電動勢換向元件變壓器電動勢（6）磁路計算定子軛高電樞軛高式中轉(zhuǎn)軸采用雙重絕緣，。定子軛部磁密電樞軛部磁密定子磁極磁密氣隙磁密電樞齒磁密根據(jù)和查附錄表得，根據(jù)和查附錄表得，定子軛部磁路長度電樞軛部磁路長度電樞齒部磁路長度氣隙系數(shù)氣隙磁壓降定子軛部磁壓降電樞軛部磁壓降定子磁極磁壓降電樞齒部磁壓降去磁磁動勢換向增磁磁動勢電樞反應(yīng)磁動勢式中(查附錄圖)總磁壓降定子每極匝數(shù)定子導(dǎo)線線規(guī)導(dǎo)線截面積定子繞組電流密度（7）工作性能計算定子繞組線模寬度定子繞組線模長度定子繞組線模高度定子繞組線模每層匝數(shù)式中定子繞組寬度定子繞組平均每匝長度定子繞組電阻定子繞組電阻電壓降電樞繞組電壓降定子繞組漏抗電壓降電樞繞組漏抗電壓降定子繞組自感電動勢電樞繞組交軸電動勢電樞繞組變壓器電動勢定子軛部重量定子磁極重量電樞軛部重量電樞齒部重電樞旋轉(zhuǎn)頻率95.基本鐵耗式中、，可查表得零速時電樞磁滯損耗式中、查表可得電樞諧波損耗總損耗換向損耗式中（按查附錄圖）電壓有功分量;電壓無功分量端電壓功率因數(shù)，與24項相符定子銅耗電樞銅耗機械損耗和附加損耗（根據(jù)電樞外徑和轉(zhuǎn)速查附錄圖）?？倱p耗效率，與24項相符。（8）有效材料硅鋼片重量定子繞組銅重量電樞然組銅重量4.2電機調(diào)整方案電機的重要數(shù)據(jù)可以通過前面的章節(jié)初步確定，但是欲得到合理的方案設(shè)計數(shù)據(jù)，則需要通過計算機調(diào)試來獲得，實驗結(jié)果如果不能滿足要求，則需要進行再次方案調(diào)整，直至符合國家標(biāo)準(zhǔn)和用戶要求。電機方案的調(diào)整和優(yōu)化是一項非常復(fù)雜的工作，要綜合考慮電機主要參數(shù)對電機性能的影響。下面我們把計算中可能遇到的問題、調(diào)整方法以及調(diào)試方案所得分析介紹如下。現(xiàn)象原因調(diào)整方法注意事項一、效率η低1、定子鋁（銅）損耗大降低定子繞組電阻：（1）增大導(dǎo)線面積（2）減少每相串聯(lián)導(dǎo)體數(shù)（即減少每槽導(dǎo)體數(shù)）（3）減少繞組端部長度（1）槽滿率增高，嵌線困難（2）用鋁（銅）量增加（1）漏抗減小，起動電流增高（2）齒、軛部磁密增高，鐵耗增加，功率因數(shù)可能下降（1）嵌線困難2、轉(zhuǎn)子鋁（銅）損耗大降低轉(zhuǎn)子繞組電阻：（1）增大轉(zhuǎn)子槽面積（2）端環(huán)尺寸放大（特別是兩極電機）（1）齒、軛部磁密增高，功率因數(shù)下降（2）轉(zhuǎn)子電阻減小，引起起動轉(zhuǎn)矩下降（1）過厚可能引起裂紋、縮孔3、鐵耗大降低定子鐵心成磁密：（1）減小定子內(nèi)徑（中圓）、改變定子槽形，適當(dāng)?shù)亟档投ㄗ哟琶埽苟?、轉(zhuǎn)子齒、軛磁密和損耗分配合理（2）增加鐵心長（特別是設(shè)法增加凈鐵心長，如采取氧化膜、退火等工藝措施，注意提高涂漆質(zhì)量）降低旋轉(zhuǎn)鐵耗：（3）減少定轉(zhuǎn)子槽口寬度以及采用閉口槽（一般用于轉(zhuǎn)子）和磁性楔（一般用于定子）調(diào)整鋁（銅）耗與鐵耗分配：（4）增加定子繞組匝數(shù)（1）轉(zhuǎn)子齒、軛部磁密增高（1）用鐵量增加（1）漏抗增加，起動轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩下降（1）鋁（銅）損耗增加4、機械損耗大（1）減小風(fēng)扇尺寸（2）軸承潤滑油適合（3）提高裝配質(zhì)量（1）溫升升高5、雜散損耗大（1）工藝處理（轉(zhuǎn)子脫殼、硅鋼片退火等）減少橫向電流損耗（2）選擇合適槽配合（3）適當(dāng)增大氣隙（4）采用磁性槽楔、閉口槽和合適的轉(zhuǎn)子槽斜度等（1）注意附加轉(zhuǎn)矩、振動和噪聲（1）功率因數(shù)下降（1）漏抗增加，起動轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩下降二、功率因數(shù)低1、磁化電流大（1）增加定子繞組每槽導(dǎo)體數(shù)，使磁通密度下降（2）增加鐵心長（3）減小氣隙（4）調(diào)整槽形尺寸，使定轉(zhuǎn)子齒、軛磁密分布合理（1）電抗電流有所上升（2）漏抗增大，起動轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩下降（1）用鐵量增加（1）雜散損耗增加（2）可靠性下降（3）諧波漏抗增加2、漏電抗大（1）減少每槽導(dǎo)體數(shù)（2）減少鐵心長（3）改變槽形尺寸，減少槽漏抗（1）磁化電流增加三、起動電流大1、漏電抗?。?）增加每槽導(dǎo)體數(shù)（2）改變定轉(zhuǎn)子槽形，使槽變成深而窄（3）減小槽口，肩部斜度增加（即α角增大）使漏磁磁路不致過分飽和（1）定子鋁（銅）損耗增加、效率降低（2）漏抗大，起動轉(zhuǎn)矩降低（1）軛部磁密過飽和，功率因數(shù)下降四、起動轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩小1、漏電抗大（1）適當(dāng)減少定子繞組每槽導(dǎo)體數(shù)（2）改變定轉(zhuǎn)子槽形，增加槽寬、減小槽高（1）起動電流增大（1）定轉(zhuǎn)子齒磁密過飽和，引起功率因數(shù)下降2、轉(zhuǎn)子電阻不夠大（1）改變轉(zhuǎn)子槽形，使槽變深，增加擠流效應(yīng)（2）適當(dāng)縮少轉(zhuǎn)子槽面積和端環(huán)面積（1）降低功率因數(shù)（1）增加損耗、降低效率五、溫升高1、線負(fù)荷A大（1）減小每槽導(dǎo)體數(shù)（1）起動電流增加（2）功率因數(shù)下降2、電流密度過大（1）增大導(dǎo)線面積（1）槽滿率增高（2）用鋁（銅）量增加3、損耗大調(diào)整方法如前述4.3方案結(jié)果分析方案一：節(jié)省材料節(jié)省材料無非是節(jié)省硅鋼片和銅的用量，但還必須保證效率和功率因數(shù)滿足規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。調(diào)整參數(shù)的方法可以按以下過程進行：減小鐵心長，由原核算時的L=5.2cm4.7cm，此時由于槽滿率和感應(yīng)電動勢的限制，每極下的氣隙磁通必須保持基本不變，也就是在143600Gs左右，此時必須增加氣隙磁密的值。由電機主要尺寸計算公式可知，要使電樞計算長度在4.7cm左右，必須使線負(fù)荷和極弧系數(shù)必須為一個合適的值，大概為A=129，=0.72。為了讓齒部不會過于飽和，可以將槽數(shù)從原來的Z=19變?yōu)閆=17，從而增大齒的寬度。然后進行總磁勢的計算，從而算出勵磁繞組的匝數(shù)，再計算出端電壓的大小，和效率的大小，此時發(fā)現(xiàn)效率和端電壓的不滿足要求，效率過小端電壓過大，此時可以減小總磁勢的大小，觀察各部分的磁密飽和程度可以知道，定子軛部飽和程度比較大，因此可以增大的大小，從=1cm增大到=1.03cm，此時總磁勢減小了，勵磁繞組匝數(shù)減小導(dǎo)致激磁繞組匝數(shù)減小，由激磁繞組漏電抗壓降和激磁繞組變壓器電動勢可知，其值都會減小，相應(yīng)的端電壓減小了，而效率也由于定子軛部磁密的減小導(dǎo)致鐵耗減小而提高。這樣就達(dá)到了減小材料損耗的要求。結(jié)果數(shù)據(jù)：項目核算時調(diào)整后節(jié)約材料原因Gfe(kg)2.73342.47060.2628鐵芯長減少；Gcu(kg)0.11550.09930.0162線徑不變，但由于鐵芯長度的增加，電樞用銅減小了槽滿率69.5362%70.2878%線徑不變，但每槽導(dǎo)體數(shù)增加由結(jié)果數(shù)據(jù)表明，經(jīng)過電機參數(shù)的一些調(diào)整后，電機的材料消耗有了明顯的減小，硅鋼片用量有原來的2.7334kg減小為2.4706kg，銅的用量由原來的0.1155kg減小為0.0162kg，而且效率和功率因數(shù)還維持在原來的，。方案二：提高效率在不改變鐵芯材料的前提下，可以增加鐵芯的長度以減小磁密，從而降低鐵芯損耗，增加導(dǎo)線的直徑以減小電流密度，從而降低銅耗。這樣就可以達(dá)到減小損耗的目的，但出于經(jīng)濟上的考慮，材料消耗不能過大，否則會照成造價過高。調(diào)整參數(shù)的方法按以下過程進行。增大鐵芯長度，由核算時的L=5.2cm增加到L=5.7cm，此時因為還有增大電樞繞組的線徑，為了保證槽滿率符合要求，可以增大槽的面積，可以把R=0.16cm增大到R=0.17cm，h1=0.67cm增大到h1=0.68cm，把電樞繞組線規(guī)從d1/d2=0.49/5.5cm改為d1/d2=0.51/0.58cm。結(jié)果數(shù)據(jù)：主要指標(biāo)核算時調(diào)整后偏差百分比原因0.9170.931.4%端電壓無功分量減小效率0.6820.725.57%損耗減小端電壓E221.626220.9160.32%電壓降增加Gfe(kg)2.73342.99629.61%鐵心長增加Gcu(kg)0.11570.132214.2%線徑加大此時每槽導(dǎo)體數(shù)基本不變，為了使感應(yīng)電動勢E不變，每極氣隙磁通必須基本不變，因為鐵芯長度變長了，所以氣隙磁密必須減小，可以使=4990Gs，這樣電機每個部分的磁通密度減小了，從而鐵耗減小了，電樞線徑增大了，雖然銅線長度增加，但電阻還是減小了，以致銅耗減小。然后計算總的磁動勢的大小，從而可以算出勵磁繞組和勵磁電流的大小，最后進行電機參數(shù)的計算和核算，因為總的磁動勢基本不變，導(dǎo)致勵磁繞組匝數(shù)基本不變，所以勵磁繞組變壓器電勢基本不變，以致于端電壓不會太大，剛好符合要求，功率因數(shù)也提高了，效率也提高了，核算也滿足要求。分析結(jié)果：1）增加鐵心長，電機每個部分的磁通密度減小，導(dǎo)致鐵損耗減小；2）鐵心長增加，使用的鐵量由2.7334kg增加為2.9962kg，線徑增大，銅損耗Pcu有所下降。線徑增大，用銅量上升，由原來的0.1157kg增為0.1322kg，槽滿率上升，由原核算時的Sn=69.5362%Sn=72.9751%,從而使槽的利用率得到了提到，但相應(yīng)嵌線難度加大過高嵌線困難，勞動量及工時增加，容易損傷絕緣。4.4提高電機工作性能的其他措施提高電機工作性能還可以采用一些其他措施。合理選取近槽配合，采用少槽-近槽配合，同時增加定轉(zhuǎn)子槽數(shù)，可以降低電機系數(shù)損耗。采用較好的導(dǎo)磁材料，可以降低電機的鐵耗。合理設(shè)計風(fēng)扇，進一步解決溫升的問題，可以提高電機的效率。采用正弦繞組，可減少電機的相帶諧波，改善氣隙磁勢曲線，以接近正弦分布，提高基波分布系數(shù)，從而減少電機導(dǎo)致?lián)p耗，提高效率?？偨Y(jié)本次畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)教學(xué)計劃的重要環(huán)節(jié)，也是大學(xué)最后的學(xué)習(xí)階段和綜合訓(xùn)練階段，是對學(xué)生學(xué)習(xí)與實踐成果的全面總結(jié)，更是對大學(xué)四年教學(xué)計劃和培養(yǎng)目標(biāo)的全面檢驗。畢業(yè)設(shè)計不僅對所學(xué)知識起到深化和提高的作用，也是畢業(yè)資格認(rèn)定的重要依據(jù)。通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我對所學(xué)的專業(yè)知識得到了一個總結(jié)，也解決了許多以往學(xué)習(xí)中還不太明白的問題，讓我對異步電動機的設(shè)計有了一個更直觀的認(rèn)識，也提高了我對所學(xué)專業(yè)知識的應(yīng)用能力。因為一直都是在學(xué)理論知識，所以欠缺知識的實際運用，一開始老是覺得比較難，而且大四又有很多外來的因素干擾，使得畢業(yè)設(shè)計中遇到了蠻多的困難，還好在老師和同學(xué)們的幫助下堅持下來，之后發(fā)現(xiàn)其實也沒想象中的難，什么事情只要鉆進去了，就會覺得豁然開朗。在畢業(yè)設(shè)計過程中，我發(fā)現(xiàn)我對以往所學(xué)知識的掌握還不夠徹底，還存在著許多問題，于是又反復(fù)看了幾遍《電機學(xué)》、《電機設(shè)計》等基本專業(yè)書籍，對于這幾門專業(yè)課程有了更深的認(rèn)識。通過畢業(yè)設(shè)計的學(xué)習(xí)和實踐，我收獲了很多，也擴大了我的視野，進一步認(rèn)識到自己的水平。通過畢業(yè)設(shè)計，夯實了我在學(xué)校所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，提高了實踐能力，使我能盡快地處理和解決做畢設(shè)過程中遇到的問題，特別是提高自學(xué)能力和獨立思考并解決問題的能力。當(dāng)然經(jīng)過這么長時間的準(zhǔn)備、醞釀，終于把論文寫好了，這也就意味著畢業(yè)設(shè)計也快要落下帷幕了。其中的酸甜苦辣也只有自己體驗出來，從剛剛開始一步一步手算程序，了解到各個公式中參數(shù)的含義及每一步驟計算的目的。然后一遍又一遍的對電磁設(shè)計程序進行修改優(yōu)化。一開始的確有些茫然，面對諸多的數(shù)據(jù)，不知道改哪些也不敢隨便亂改，只有自己一遍一遍的嘗試，結(jié)合理論知識和老師的指導(dǎo)，經(jīng)過幾十次的修改，才最后得到最優(yōu)化的程序。最后，為了畫好定轉(zhuǎn)子沖片圖和裝配圖，自己自學(xué)了AUTOCAD?？偠灾@次是大學(xué)最后一次考驗，也是對大學(xué)四年的考察，總的來說還比較滿意吧。參考文獻[1]孫旭東，王善銘.電機學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006年[2]戴文進，徐龍權(quán).電機學(xué)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008年[3]陳世坤.電機設(shè)計（第2版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000年[4]張國華.單相交流串勵電動機溫升計算和振動分析[D].南京:東南大學(xué)，2004年[5]焦志強.帶換向器的單相串勵電動機調(diào)速控制系統(tǒng)諧波問題研究[D].西安：西安電子科技大學(xué)，2009年[6]羅洪.單相串勵換向器電機異常噪聲故障原因和排除方法[D].瑞安：瑞安長城換向器有限公司，2003年[7]彭亦胥.單相串勵電動機的換向及其改善方法[D].麗水：麗水職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2004年附圖外文翻譯APreliminaryInvestigationofComputer-AidedSchwarz-ChristoffelTransformationforElectricMachineDesignandAnalysisAbstract-Analternativemethodtofiniteelementanalysis(SC)conformalmappingtheoryusingtheSCToolboxforMATLAB?thathasappearedinthedevelopedmachinecross-sectiondomainismappedviaSCfortheelectromagnetic(EM)fieldsareknown.Thesesolutionsaremappedbacktotheoriginaldomain,thussolvingtheExamplesaregiveninwhichtheprocedureisusedtocalculatetheEMfieldintheairgapofandtheforceontherotorofvarious2Ddevelopedmachinecross-sections.Thenumericalaccuracyoftheresultsisverifiedbycomparingthesolutionsastheairgapgetssmallwithmagneticequivalentcircuit(MEC)-I.INTRODUCTIONThemostgeneralelectricmachinedesignproblemcanbedescribedasfollowsgivenasetofdesiredmachineoutputcharacteristics,findtheoptimummachinegeometry,materials,andinputsourcecharacteristicsthatwillachieveform,especially-consideringtherecentincreaseintheavailabilityofinverters,exoticpermanentmagnetUsuallyseveral-assumptionsandbasicaprioridesigndecisionsmustbemadetorendertheproblemtractable.AaroughdesignwhichmightincludethetypeofmachineaniterativeprocessusingFEAsoftwareuntilanacceptablematchtothedesiredoutputisfound.WhileFEAisapowerfulanalysistoolthatisfairlyeasytouseandwidelyavailableinanumberofcommercialsoftwarepackages,itsutilityindesignislessobvious.UsingFEA,itisoftendifficulttoseetherelationshipsbetweenvariousinputandoutputparameterswithoutextensiveandtime-consumingiterations.Frequently,thenecessaryaccuracyneededforagivenproblemcannotbeachievedwithoutunreasonabletodesign,canbeausefuladditiontothemachinedesigner’sThispaperinvestigatestheutilityoftheMATLAB?SCToolbox,afreeadd-ontoolboxdevelopedbyT.Driscoll[1-3]thatautomatestheprocessofcalculatingSCmaps.TheSCmethodisa2Dcomplexanalysistoolthatallowsonetocircumventmanyofthedifficultiesencounteredwhensolvingaboundaryvalueproblemonadomaindefinedbyaeasilysolvetheproblem,andthenmapthesolutionbacktotheoriginalgeometry.ThekeytosuccessfullyapplyingtheSCSCToolboxmakesthisstepmucheasierthanithasbeenThetorque(force)onthemoveablememberofanelectricmachineisusuallyfoundbyapplyingeithertheCoulombvirtualwork(CVW)method[4,5]ortheMaxwellstresstensor(MST)method[6]totheEMfields[7-10].Ineitheranyerrorsinthecalculatedfieldsarecompoundedwhenmachinearetypicallyconcentratedatsharpcorners(i.e.atpoleteethcorners)whereFEAsolutionsareleastaccurate.WhenusinganFEAfieldsolution,bothCVWandMSTaresensitivetothemeshchoicebecausethefieldsaremeshnodes.Incontrast,SCconformalmappingtheorycancalculateanaccuratesolutionforthefieldsateverypoint.SCmappingdoesnotsufferatsharp-corners.TheSCToolboxmakesitmucheasierthanpreviouslypossibletofindtheEMfieldsaccuratelyusingconformalmapping.WithanaccuratefieldsolutionforcecalculationalsoTheutilityofSCmappingisexploredhereforthenotsuffernearsharpcorners;(iii)thesolutionsallowanII.BACKGROUNDEarlymachinedesignersquicklysawthedifficultiesofTesla’sseminalinductionmachinepaper[11]therearealmostnoequations.MuchofhisdesignwasbasedonatocreatemotionBehrend[12]developedseveralgraphicalandteeth,allofwhichsignificantlychangedtheboundaryconditionsandfielddistributionsinmachines.Conformalmapping,ofwhichtheSCmethodisasubset,wasusedby14].However,duetothemathematical-complexitiesheforallbutthesimplestcases.SignerssubsequentlyusedmeasurementsandobservationstodevelopempiricaldesignThesuccessofthesemethodsiswellIn1929,Hague[16]notedtherewasinsufficientliteratureequations.HepresentedatheoryfordeterminingtheEMofelectricalmachines.Haguefounditsurprisingthatonlyonepersonbeforehim(Searle,in1898[17])hadconsideredthegapbetweenfundamentalfield-basedmachineanalysisandcircuit-basedmodels,itdidnotpresentausefulalternativetothewell-establishedmethodsbecauseHague’ssolutionswereintheformofinfiniteseries.Infact,hissolutionshaveremainedvirtuallyunusedsincehepublishedthem.AquickliteraturesearchrevealsthatlessthantwentyauthorshavecitedHague’sworkintheirresearchoverthepast80years.Conversely,othertextbookmethodsdatingTraditionally,conformalmappinghasbeenusedtosolveconformalmappinghasbeenused,amongotherthings,fortheanalysisanddesignofpolygonalresistors[19],magnetic[23].TheutilityoftheMSTethosformachineforcealkylationhasbeeninvestigatedrecently,butwiththelocalEMfieldsgeneratedusingFEAtousetheMSTmethodonEMfieldscalculatedbySCmappingtoexamineelectricMachines.ThisworkisapreliminaryinvestigationintoboththeSCmethod’sutilityformachinedesignandtheSCToolbox’sutilityinandinteriorangles?1?,…,?n?incounterClockwiseorder.Letfbeanyconformalmapfromtheupperhalf-planeH+toPwithf(f)=wn.Then,forsomecomplexconstantsAandThistheoremstatesthataconformalmap(acomplexmapthatpreservesangleslocally)canalwaysbeconstructedthat(exterior)ofanypolygon,andthatthemappingfwillhave’sinallowingtheusertosolveadifficultboundaryvalueproblemonanarbitrarypolygon-shapeddomainbyfirstunlesstheyaresymmetric,ingeneraltheSCintegralin(1)sizethelocationsofpointszk,calledpreventives,areunknownapriori.Inotherwords,thetargetpolygonistoitsverticesarenot.Thus,theSCmethodrequiresthreenumericalsteps:(a)findingpoint’szk;thisisknownasthe(c)invertingthemap.Historically,thesestepshavebeendifficulttoimplementnumericallyformeaningfulproblems.Butrecently,eachof(a)-(c)hasbeencodedintotheSCdomains,andtheToolboxcalculatestheSCmap.TheSCTheSCToolboxwasoriginallyreleasedin1994.ThecurrentVersion2.3werereleasedinAkeyimprovementinVersion2.3istheadditionoftheCRDA27].Thisalgorithmfacilitatesmappingtotomapduetocrowding1.Mosttypicalmotorairgapslots,sothisnewfunctionalityiskeyinmakingtheToolboxusefulformotordesign.TheToolboxprovidesalibraryofcommandlinefunctionsaswellasagraphicaluserinterface中文翻譯應(yīng)用計算機輔助施瓦茲—克里斯托菲尓變換電機設(shè)計和分析的初級研究摘要：借助已經(jīng)出現(xiàn)在以前文獻中的MATLABSC工具箱應(yīng)用施瓦茲-克里斯托菲爾保角映射理論進行電機設(shè)計和分析的有限元分析替代方法已經(jīng)問世。使用這一方法，以使用SC映射把二維開發(fā)的機械橫截面區(qū)域變換為在那進行電磁場求解的同軸圓筒區(qū)域而出名。這些解決方案再映射到原始區(qū)域，這樣就解決了原始問題。所有的映射都是借助工具箱進行的。在給出的例子中，那些程序都被用作計算二維開發(fā)機械截面氣隙中的電磁場和轉(zhuǎn)子上的力矩。磁性等效電路數(shù)值計算的結(jié)果通過方案比較進行驗證，因為氣隙得到小磁等效電路進而導(dǎo)出同能方案。最普遍的電機設(shè)計問題可以記述于如下，給出一組要求達(dá)到的電機輸出特性，找出能達(dá)到這些目標(biāo)的電機最佳幾何形狀、材料和輸入電源特點，在其最普遍的形式上這是一個棘手的問題,尤其考慮到最近在變換器應(yīng)用、獨特的永磁材料、低成本精密的制造業(yè)上新增的問題。通常幾個假定和基本的先驗的設(shè)計方案必須達(dá)到使問題便于決。一個標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)是使用機械理論產(chǎn)生一個粗糙的可以包括電機類型（同步的，電磁感應(yīng)，永磁等等）、極數(shù)和材料的設(shè)計。在一個使用有限元分析軟件的迭代過程中一個基本的設(shè)計方案被分析和優(yōu)化出，直到找到可以接受的與預(yù)期相匹配的結(jié)果。盡管有限元分析軟件是一個很強大的，相對比較容易使用和在很多商業(yè)軟件里相對應(yīng)用比較廣泛的分析工具，但在設(shè)計方面的實用性不那么明顯。使用有限元分析軟件，沒有大量的費時的迭代，它通常很難找到各種各樣的輸入輸出參數(shù)之間的聯(lián)系。通常，沒有不切實際的計算機運行時間，對一個給定問題的必要的精度要求將不能達(dá)到。因此，一個更加適合設(shè)計的有限元的替代物，能成為機械設(shè)計師技能的一個有用的新增物。這篇論文研究MATLABSC工具箱的應(yīng)用，由T.Drisoll【1—3】開發(fā)的能使計算SC圖過程自動進行的擴展工具箱。SC