1 概述
空心杯电枢永磁直流电动机具有可靠性高、体积小、重量轻、功率密度大、换向优良和机电 时间常数小等优点，在驱动系统和伺服控制系统得到广泛应用。空心杯电枢永磁直流电动机 cad系统采用c++builder 5.0 语方研制，基于windows98(95)平台，面向用户，界面友好。 使用该cad系统可以大大缩短电机设计周期，为方案调整选优带来极大方便。本文介绍空心 杯电枢永磁直流电动机cad系统中电机的磁路结构、系统的主工作界面和特点，并介绍本系 统设计结果与电机实测数据的验证。
2 电机磁路结构
通常，永磁直流电动机的磁路为外定子、内转子、外磁式结构。而本空心杯电枢永磁直流电 动机cad系统中电机的磁路结构有所不同，如图1所示。定子包括外定子和内定子两部分，磁 体为内磁式，即在内定子上；电枢位于内外定子之间，呈杯型；磁钢采用圆环形永磁体［1］。
3 主工作界面
空心杯电枢永磁直流电动机cad系统的主工作界面如图2所示，cad系统的所有功能由主工作 界面中的操作菜单和命令按钮实现。主工作界面由标题栏、操作菜单栏、工具按钮栏、设计 步骤栏、图形栏、设计参数栏组成［2］。
(1)标题栏：显示当前cad的工作状态(电机电磁设计或辅助数据库管理)、处理的数据存盘文 件名及所在位置。
(2)操作菜单栏：显示cad系统的操作菜单，该菜单采用下拉菜单结构［3］。cad系统的操作菜单由文件、基本操作、表格操作、托盘操作、窗口、特性曲线和辅助数据库管理等子 操作菜单组成。可实现数据文件的新建、打开、保存、另存、关闭，不同电磁设计步骤之间 的切换，电机结构图、磁钢工作图等特性曲线的显示，磁钢工作图等特性曲线中某几点的具 体数据查看，电磁方案的快速调整，电机常用材料如硅钢片、磁钢等材料的有关参数的数据 库的管理，电磁方案及有关特性曲线的打印输出等功能。
(3)工具按钮栏：对操作菜单栏中常用的功能提供快捷按钮，各按钮完成操作菜单栏中的同名操作。
(4)设计步骤栏：显示电磁设计的进展并实现各步骤之间的切换。设计步骤按空心杯电 枢永磁直流电动机的电磁设计惯例划分，如图3所示。对新方案设计需按设计步骤顺序进行 ；若方案调整，则可随便进入各设计步骤进行参数调整和查看。
(5)图形栏：显示电磁设计过程中的辅助图形和特性曲线。
(6)设计参数栏：显示电磁设计参数的提示符号并完成其数值的输入或输出。由用户输入的 参数用黑色显示，计算输出的参数用蓝色显示。当点击某电磁设计参数的提示符号或其输入 输出框时，鼠标位置附近将给出该设计参数的中文物理释意、单位及取值范围。
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4 软件功能特点
空心杯电枢永磁直流电动机cad系统辅助电机设计人员在给定的性能指标下确定电机的结构 尺寸，进行磁路计算、电枢绕组设计、重量计算、电刷设计和工作特性计算，对电磁设计过 程中的电机截面图、磁钢工作图、工作特性曲线(p1，m2，η对i的曲线)和机 械特性曲线族( 不同电压的机械特性曲线)在图形栏显示。该cad系统拥有磁钢材料、软磁材料、电磁线规和 电刷4个数据库，对这4个数据库可实现建立和编辑。
空心杯电枢永磁直流电动机cad系统的特点：
(1)界面友好，操作简单
a.主窗口布局整齐、简洁。
b.系统的操作采用下拉菜单结构，清晰明了。
c.对常用的操作命令在工具栏设置快捷按钮。cad不同状态下有效的操作命令用黑色提示， 无效的操作命令用灰色提示。
d.丰富的帮助功能。当鼠标在命令按钮或参数栏中的参数符号(如图2中的dme、lm等)停留片 刻，即可在鼠标位置附近获得命令按钮的功能或参数符号的中文物理释意、单位、输入输出 类型和取值范围等帮助。
e.磁钢材料、软磁材料等数据库的界面与电机电磁设计界面统一，操作相同。
(2)一定的操作容错性
系统具有一定的操作容错性，对用户输入的数据能够进行合法性检验，用户的操作失误不会 引起系统崩溃。
(3)数据安全性
为使设计人员对自己的设计数据负责，由设计人员自行设置口令，进行数据操作保护。
(4)即时响应
电磁计算结果时刻随用 户的输入参数改变而即时自行改变，计算参数与输入参数即时一致 ，设计人员可集中精力于电机设计而不受软件系统的干扰。
(5)电磁设计结果打印输出。
对电磁设计方案的主要参数和特性曲线既可以在屏幕上显示，也可以通过打印机打印输出， 便于电机电磁设计方案的归档管理，电磁设计方案的屏幕显示如图4所示。
5 计算结果
使用该cad系统对某天线展开电机进行电磁设计，系统操作简便，帮助功能丰富，简单易学 ，cad计算结果与该电机的测试结果相吻合。该电机的cad设计数据和测试结果比较如表1所示［4］。
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参考文献：
［1］李智慧，秦成.c++builder4.0从入门到精通［m］.清华大学出版社，1999 .
［2］刘景林.某天线展开电机设计书.西北工业大学稀土永磁电机及控制技术研究所，1999.
［3］刘景林，罗兵.某天线展开电机试验台［d］.西北工业大学稀土永磁电机及控制技术研究所，1999.
［4］卢刚，李声晋，马瑞卿，等.电机cad技术［m］.国防工业出版社，1997.
