永磁电机设计—长径比的选择（1）
电动机，通俗地讲，即为通电后能够运动的机械装置。所以其最根本的依据就是安培力,也就是通电导线，在磁场中，会受到力的作用，如图1所示。
图1 通电导线在磁场中的受力方向
对应在永磁电机中，就是定子绕组通电后，在永磁体建立的径向磁场中，会产生安培力。根据左手螺旋定则，定子绕组受到的安培力方向与该位置的转子圆周方向相同。
同时，力的作用是相互的，定子绕组受到一个力，那么，转子也会受到一个大小相等，方向相反的力。
但绕组固定在定子、机壳，不会发生旋转。而转子受到的反作用力，一旦大于其总的阻力，就会运动。
下面，将基于安培力，对电机长径比的选择进行简单介绍。为了便于分析，将永磁电机简化为一对极和一个线圈，线圈的匝数为n，如图2所示。
图2 永磁电机简图
整个线圈所受的安培力与气隙磁场强度b，线圈内通入电流i以及线圈的有效长度l有关，满足
线圈的有效长度l就等于匝数*2（一个线圈有两个元件边）*线圈有效长度。
将（2）代入（1）得
式中lef为线圈有效长度，对应电机里面，就是定子的铁心长了。（忽略绕组端部长度）。
根据高中物理知识，对于稳态运行、速度为v的物体，其所受力f做功的功率p满足
对于旋转角速度为ω（rad/s）的刚体（圆筒型电机），功率p满足
式中，r为气隙半径。
对式（5）进行变形
根据式（6）可以看出，电机功率与转速之比，也就是转矩，与转子的半径和铁心长的乘积成正比。对于圆柱形刚体，长度lef确定，半径r确定。
那么刚体的体积也就确定了。所以，在最小的体积下，实现最大的转矩，能够显著提高电机的转矩密度。
此外，在相同尺寸下，还可通过提高转速的方法提高电机功率。
下面，以最小转子体积为目标，来选择电机转子的尺寸。
圆柱的体积满足
部分电磁参数一定后，电机的转矩满足
转子转矩密度
从式（9）中可以看出，电机的转子转矩密度ρ随着电机半径的减小而增大。减小电机的半径，能够有效增加电机的转子转矩密度。
然而，在实际生产中，有的电机细长，有的电机短粗，这是为什么呢？
基于电力载波的铁路信号智能点灯系统的设计
一文带你了解新能源汽车核心部件-电控IGBT模块
电子触显一体化的前景有多大
氢气压缩机轴承位磨损原因及修复方法
三星将扩大车用电子事业组织 LG与SK亦积极布局车联网
永磁电机设计—长径比的选择（1）
rt-thread studio编译出错undefined reference to `rt_malloc'的处理方法
使用的模拟量传感器传输信号受到干扰该怎么处理
浅析电力物联网云平台监控系统
超声波换能器驱动电路板的作用
未来十年内将是人工智能落地的争夺战
京东推出配送机器人4.0 2020年正式投入使用
AM5728高性能音视频处理开发板介绍
TFN FB18高压信号单元T56的应用优势是怎样的
安捷伦宣布Hermon Labs扩充手机音频符合性测试解决方案
思科：就硬件架构设计上 华为只是跟随者
开关霍尔传感器DRV5032在TWS耳机设计的应用
荣耀品牌出售后的发展将会如何?
高科技！嘉兆科技发布RecPlay-32P射频信号记录回放系统
索尼65A8F和三星65Q8C哪个好
图1 通电导线在磁场中的受力方向
对应在永磁电机中，就是定子绕组通电后，在永磁体建立的径向磁场中，会产生安培力。根据左手螺旋定则，定子绕组受到的安培力方向与该位置的转子圆周方向相同。
同时，力的作用是相互的，定子绕组受到一个力，那么，转子也会受到一个大小相等，方向相反的力。
但绕组固定在定子、机壳，不会发生旋转。而转子受到的反作用力，一旦大于其总的阻力，就会运动。
下面，将基于安培力，对电机长径比的选择进行简单介绍。为了便于分析，将永磁电机简化为一对极和一个线圈，线圈的匝数为n，如图2所示。
图2 永磁电机简图
整个线圈所受的安培力与气隙磁场强度b，线圈内通入电流i以及线圈的有效长度l有关，满足
线圈的有效长度l就等于匝数*2（一个线圈有两个元件边）*线圈有效长度。
将（2）代入（1）得
式中lef为线圈有效长度，对应电机里面，就是定子的铁心长了。（忽略绕组端部长度）。
根据高中物理知识，对于稳态运行、速度为v的物体，其所受力f做功的功率p满足
对于旋转角速度为ω（rad/s）的刚体（圆筒型电机），功率p满足
式中，r为气隙半径。
对式（5）进行变形
根据式（6）可以看出，电机功率与转速之比，也就是转矩，与转子的半径和铁心长的乘积成正比。对于圆柱形刚体，长度lef确定，半径r确定。
那么刚体的体积也就确定了。所以，在最小的体积下，实现最大的转矩，能够显著提高电机的转矩密度。
此外，在相同尺寸下，还可通过提高转速的方法提高电机功率。
下面，以最小转子体积为目标，来选择电机转子的尺寸。
圆柱的体积满足
部分电磁参数一定后，电机的转矩满足
转子转矩密度
从式（9）中可以看出，电机的转子转矩密度ρ随着电机半径的减小而增大。减小电机的半径，能够有效增加电机的转子转矩密度。
然而，在实际生产中，有的电机细长，有的电机短粗，这是为什么呢？
基于电力载波的铁路信号智能点灯系统的设计
一文带你了解新能源汽车核心部件-电控IGBT模块
电子触显一体化的前景有多大
氢气压缩机轴承位磨损原因及修复方法
三星将扩大车用电子事业组织 LG与SK亦积极布局车联网
永磁电机设计—长径比的选择（1）
rt-thread studio编译出错undefined reference to `rt_malloc'的处理方法
使用的模拟量传感器传输信号受到干扰该怎么处理
浅析电力物联网云平台监控系统
超声波换能器驱动电路板的作用
未来十年内将是人工智能落地的争夺战
京东推出配送机器人4.0 2020年正式投入使用
AM5728高性能音视频处理开发板介绍
TFN FB18高压信号单元T56的应用优势是怎样的
安捷伦宣布Hermon Labs扩充手机音频符合性测试解决方案
思科：就硬件架构设计上 华为只是跟随者
开关霍尔传感器DRV5032在TWS耳机设计的应用
荣耀品牌出售后的发展将会如何?
高科技！嘉兆科技发布RecPlay-32P射频信号记录回放系统
索尼65A8F和三星65Q8C哪个好