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1. 概念

电流密度是指电机绕组单位截面积下所通过的电流大小，计算公式如下：

式中， ——相电流有效值(A)；

——并联支路数；

——并绕根数；

——单根导线直径(mm)

电负荷是指电机每相绕组的安培导体数，表征通入电机一相绕组中的总电载荷。计算公式如下：

式中， ——电机槽数；

——单齿绕组匝数；

——电机相数；

——并联支路数；

——相电流有效值(A)。

线负荷是指沿电枢圆周单位长度上的安培导体数，线负荷是电机重要的技术、经济参数，其值大小决定了定子内圆单位表面积所产生的绕组铜损大小，直接影响温升和效率高低。计算公式如下：

式中， ——每相串联匝数；

——相电流有效值(A)；

——电枢直径(mm)。

热负荷是指电枢单位表面的铜耗，是衡量电机发热情况的重要指标。计算公式如下：

式中， ——铜的电阻率；

——铜损。

2. 意义

电流密度的选择对电机的性能及成本影响极大，要全面考虑电机的具体情况：效率、工况、制造成本、使用寿命、散热条件、绝缘等级、导线材料等等。选用较大的电流密度，导体截面减小，可节省材料、降低成本，但同时导致了损耗增大、效率降低，同时电机的温升增高，寿命和可靠性都降低。

电负荷考量电机每相绕组总的安培导体数，对于相同电枢直径的电机，电负荷和线负荷具有相同的物理意义。

线负荷选取较大的值，在输出相同转矩的情况下，电机的尺寸和重量都会减小，但同时增大了电枢单位表面上的铜耗，使绕组温升增高，而且会使电枢反应加重，机械特性变软（线负荷增大，绕组电抗会增大）。

热负荷的大小直接影响到电机的发热和温升，热负荷值越大，电机的发热和温升就越高。为了避免电机温升过高，线负荷A与电密J的乘积不能超过一定限度，A选取的大，J就相应的要选小些。而实际上，我们总希望电机输出转矩大一些，这样势必会提高电机线负荷，而线负荷的增加一定会导致电流密度的增加，进而电机的热负荷增大。这样的话，我们就只能从散热方面解决，提高电机散热能力，尽可能地降低电机的温升。

3. 评判

电流密度的选取要结合电机的工况、散热条件、绝缘等级、使用寿命及效率要求。对于峰值工况，电机的电流密度可适当选取的大一些，但电流密度太大会导致电机损耗增大、温升提高、效率降低。因此在满足输出性能的前提下，应尽可能降低电机的电流密度。

对于相同电枢直径的电机，电负荷和线负荷评判标准一致。在输出转矩一致的前提下，线负荷值越大，电机的铜损越高、温升越大，同时代表着电机的磁负荷越低、磁性能越差。对于峰值工况，电机的转速较低，铁损值很低，主要损耗为铜损，因此在输出转矩不变的情况下，总是希望电负荷和线负荷越小越好。

由前述可知，热负荷的大小直接代表了电机单位体积铜损的大小，热负荷越高，电机的发热和温升就越高，因此在输出转矩不变的情况下，总是希望热负荷越小越好。