利用粘性阻尼系数D确定电机主要尺寸的方法

在第4章4.1.5节中指出，粘性阻尼系数D是一个重要参数，它表征了电机机械特性的硬度（斜率）：

D=T_s/Ω₀=ΔT/ΔΩ

因此，D越大，电机的机械特性硬度越大，负载转矩单位增量引起的转速下降就越小。此外，它还与电机的电磁效率、电机常数K_m有关。

由第4章式（4-18），得

上式显示粘性阻尼系数D（也是电机机械特性硬度）与电机主要尺寸的关系。我们可以利用这个公式，从期望的机械特性斜率出发，设计计算电机的主要尺寸。

需要指出的是，这里的阻尼系数D计算公式是在不计电机绕组电感下推导得到的。因此我们利用这个方法计算主要尺寸时，首先需要将期望的机械特性斜率（计及绕组电感）转换为不计电机绕组电感下的机械特性斜率，才是式（11-3）的粘性阻尼系数D，参见第4章4.4.6节和图4-17。为此，这里还用到绕组时间常数数据，以便估算只计绕组电阻下的机械特性斜率。而这个绕组时间常数还是未知的，它只能从类似于被设计电机设计经验数据积累中获得。

粘性阻尼系数法一般可按下列程序进行计算：

1）由设计要求，计算期望的机械特性斜率；(https://www.daowen.com)

2）转换为不计电感下的机械特性斜率，即D；

3）设计电机冲片和转子结构，由磁路计算得到利用式（4-18）计算所需的所有数据；

4）按下式计算定子铁心长L：

式中，D为粘性阻尼系数（N·m/rad·s^-1）；ρ为铜导线电阻率，75℃时为2.17×10^-4 Ω·mm²/cm；K_L为绕组元件平均半匝长系数，等于平均半匝长与铁心计算长度L之比；K_s为槽满率；A_s为一个定子槽面积（mm²）；Z为定子槽数；m为电机相数；B_m为气隙磁场磁通密度（基波）幅值（T）；D_a为定子铁心计算直径（cm）；L为定子铁心计算长度（cm）。

K_D为系数，与绕组工作方式、反电动势波形有关，参见4.1.5节和4.1.6节，按下式计算：

以粘性阻尼系数法计算电机主要尺寸的优点是计算得到的电机尺寸直接满足期望的机械特性的要求，自然也符合期望的额定点（额定转矩和额定转速）要求，同时设计过程已考虑绕组电感的影响因素。