BLDC 计算器升级到 v0.4.8：8 个模块，电机初算、齿轮和温升都能查
本文为电机视窗原创。图文依据「BLDC 计算器」小程序 v0.4.8（2026-10-08）的实际界面录制，界面参数与结果按截图原值记录；文中另有依据单位定义给出的换算说明。
BLDC 计算器升级到 v0.4.8：8 个模块，电机初算、齿轮和温升都能查
7 月 29 日我们分享过一款手机小程序——「BLDC 计算器」。当时的它是 4 个独立模块加首页 7 类常用计算器。
这两个多月它一直在迭代。这次更新到 v0.4.8，变化不算小：模块从 4 个扩到 8 个，新增了齿轮计算、温升计算、材料数据、图片取点、模板助手，原有的「电机设计」也从一条 BLDC 流程扩成了永磁同步（SPM）和直流无刷两条分步流程。
这篇把新增的部分逐个讲清楚。配 15 张实拍界面图。老读者可以直接从第三节看起，前两节是给第一次见的朋友补背景。
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一、先看这次到底变了什么
一句话概括：上一版解决的是“某几个公式找不到地方算”，这一版想解决的是“从定目标到出模型，手机上能先把一路推完”。
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二、首页与快捷导航
先看首页。
图1
（图注：首页 v0.4.8。上方是 8 个模块入口——电机设计、常用换算、齿轮计算、温升计算、尺寸链·公差计算、图片取点、材料数据、模板助手；中间是快捷计算标签行；下面是常驻的「转速、扭矩、功率」换算卡，公式 P(kW) = T(N·m) × n(rpm) / 9550）
8 个模块集中在首页，按用途分区，常用计算可以从下方快捷标签进入。
模块下面那行是常用的快算标签，左右滑动切换。再往下是常驻的转速／扭矩／功率卡——三格里任意填两格、留一格空着，点「计算」就反算出来。这条规则贯穿整个小程序：留空即待求。
底部有一句很容易被忽略但很实用的提示：
先选择计算类别，再在对应计算框内输入参数；各子项数据切换后继续保留。
也就是说，你在「三相换算」里填的数，切到「扭矩换算」再切回来，还在。做方案比对时这一点很省事。
如果功能太多找不到入口，点右下角悬浮的「计算器」按钮，会弹出「快捷导航」：
图2
（图注：快捷导航。两列共 10 项——直流无刷设计流程、绕组匝数、反电势计算、定子电感、绕线圈、槽满率、体积计算、粘性阻尼系数 D、电频率、转速／扭矩／功率。每项下面还写了一行用途，比如「定子电感 — 槽、端部与谐波漏感」）
新增的入口里，定子电感和粘性阻尼系数 D 是以前没有的。前者按槽漏感、端部漏感和谐波漏感分开算，后者对应「阻尼与主要尺寸」，可辅助机械动态模型和阻尼转矩的初步估算。
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三、电机设计：两条分步流程，每一步都能和教材对偏差
这是这次改动最大的地方。
1. 永磁同步（SPM）：输入一动，结果实时联算
进「电机设计」，顶部两个标签：永磁同步 / 直流无刷，先看永磁同步。
图3
（图注：永磁同步 SPM 的「01 负荷与绕组」页。左上角「载入图片算例」可一键装入教材算例；四个阶段标签是 01 负荷与绕组 / 02 尺寸与槽 / 03 磁路与磁体 / 04 阻抗与…；右上角「实时联算」表示改动输入后结果同步更新）
它的定位写得很明确：表贴式永磁同步电机初步设计与教材算例复算。
输入项分两屏，第一屏是额定点：输出功率 15 kW、极数 6、额定线电压 360 V、频率 75 Hz、同步转速 1500 r/min、预设效率 0.94、预设功率因数 0.97、增长指数 1.5、基准磁通 0.0033 Wb、电压降比例 0.05。第二屏是绕组侧：相数 3、每线圈匝数 14、线圈节距／极距 0.833333、短距系数 Kp 0.966、分布系数 Kd 0.966。
然后往下翻，是这一页真正有意思的部分：
图4
（图注：同一页往下。中间六个小卡片是中间量——复算效率 94.45%、复算线电压 349.7 V、负载电流 26.19 A、每极磁通 7.314 mWb、磁通裕量 225.1 kA/m、绕组温升 76.4 K；再往下是「01 负荷与绕组计算结果」，右上角标注教材模式：74 / 74 项复算偏差 ≤3%）
结果区给了七项，每一项后面都跟着教材值和偏差：
这一点值得单独说。 页面显示教材模式下 74 / 74 项复算偏差不超过 3%。截图列出的七项中，最大偏差为比容量的 0.39%。这表明该教材算例下，展示结果与参考值较为接近；单个算例还不足以验证全部公式和其他工况。
使用技巧
教材算例的系数对应特定结构。换成实际方案时，要按自己的槽型、磁钢牌号和温度重新设定。建议先用「载入图片算例」熟悉输入与输出，再换成自己的参数观察趋势，并用独立计算、仿真或实测交叉核对。
2. 直流无刷：按章节走，每步都告诉你要检查什么
切到「直流无刷」，流程线写的是：设计目标 → 结构与尺寸 → 磁路与绕组 → 性能复核。
图5
（图注：直流无刷的「01 设计目标」页。顶部标注「书中依据：§11.1、§11.7」，并写明适用范围——三相 Y 接、每相单支路、两相导通、表贴电机初算）
四个输入项，每一项都配了一句解释，这在工程小工具里很少见：
直流母线电压 310 V —— 逆变器直流输入，不是交流相电压；考虑母线压降和 PWM 调制
额定转速 2100 r/min —— 机械转速，与极对数一起决定电频率
额定输出转矩 0.12 N·m —— 轴输出转矩，电磁转矩需另补损耗
目标空载转速 2630 r/min —— 同供电条件的空载目标，必须高于额定转速，决定机械特性斜率
再往下翻：
图6
（图注：同一页下方。「本阶段设计检查」给出该查什么；「本步骤计算结果」按 P₂ = T₂·2πn/60 给出额定输出功率 26.3894 W；最下方注明整理依据是《永磁无刷直流电机技术》第 11 章，并说明输入自动保存在本机）
这一屏有两处细节我很认同：
一是「本阶段设计检查」。它会在每一步提醒你该确认什么，比如截图中提到的负载转速曲线、启动转矩、峰值持续时间及工作制。只看额定点容易漏掉这些工况。
二是算例说明的诚实程度。原文写着：本步按精确常数、温度修正铜电阻率及取整匝数联算，与教材中间取整值略有差异；第 09 步热参数为演示补充值，使用时请填写实际值。
明确告诉你哪个数是演示用的，这一条比多算十项都值钱。
使用技巧
这类分步流程最适合的使用方式是倒着用。先把你手上样机的实测数据填进「性能复核」，看工具算出来和实测差多少；差得离谱，说明你的系数设定有问题，回头校准；差得不远，再往前推到设计目标阶段做新方案，参考价值才高。
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四、常用换算：从 2 项扩到 5 项
上一版的「常用换算」主要是转矩换算和三相换算。这次扩到 5 项：扭矩换算、铜线换算、三相换算、KV kV 换算、不平衡量。
原先单独成模块的「不平衡量计算」现在收进了这里。
图7
（图注：三相电气量换算。选定绕组连接方式（星形 Y／三角形 Δ）后，界面直接给出该接法下的关系式：U线 = √3·U相、I线 = I相、R线 = 2R相、L线 = 2L相，下面才是相／线电压、电流、电阻的输入区）
把关系式印在输入框上方，这个设计是对的——先看到依据，再填数，比填完再想"我是不是该除个 1.732"要踏实。
图8
（图注：扭矩单位换算。顶部给出基准 1 kgf = 9.80665 N；输入一个数值并选定源单位后，μN·m、mN·m、N·m、gf·cm、kgf·cm、gf·m、kgf·m 七种单位同时给出）
七种单位一次全给，省去逐次换算。尤其要注意：1 kgf·cm = 0.0980665 N·m。若把 kgf·cm 的数值直接当作 N·m 输入，数值会放大约 10.2 倍。
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五、齿轮计算：新模块，平行齿轮与行星齿轮分开做
齿轮计算是这次新增的整个模块，分平行齿轮和行星齿轮两大类。
图9
（图注：平行齿轮。顶部写明对象是渐开线直齿圆柱齿轮，并给出基本公式条 d = mz、d_b = d·cos α、p = πm、p_b = πm·cos α；说明"由 inv αw 计算变位后的工作压力角与中心距，并联算齿顶、齿根、齿厚、公法线、重合度和载荷"；两个计算模式是参数正算 / 扭矩反推）
这里值得留意的是变位。从界面可确认，模块允许输入主动轮和从动轮的变位系数，并说明会联算工作压力角、中心距等几何量。涉及正式加工，仍需进一步核对齿形、干涉、强度与寿命。
输入区是「基本齿制、变位与侧隙」：啮合形式（外啮合，转向相反）、主动轮齿数 20、从动轮齿数 60、模数 1 mm、压力角 20°，以及主动轮／从动轮变位系数。
行星齿轮是另一套逻辑：
图10
（图注：行星齿轮。三个模式是选型计算 / 扭矩反推 / 外径选型。第一步选固定构件——图示选择"齿圈固定：太阳轮输入 → 行星架输出"；第二步输入太阳轮齿数 20、内齿圈齿数 80、太阳轮输入转速 1500 rpm）
两个细节值得留意：
输入转速允许带正负号。负号表示输入构件按约定反方向旋转；不输入转速时只计算传动比。做差动或复合行星排的时候，这个符号就是方向信息。
底部明确划了边界：选型计算按常规行星齿轮三种基本运动关系推导；反推类结果用于方案预选，涉及正式加工时仍需完成齿形、变位、强度、寿命等校核。
使用技巧
齿轮模块的价值在"选型预筛"，不在"出图"。你可以把一个行星排的太阳轮／内齿圈齿数组合在手机上快速过一遍，先筛掉传动比不合适的，再把剩下的两三组拿去专业软件做强度校核。
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六、温升计算：把型式试验里的电阻法搬到手机上
温升是这次另一个全新模块，四个子项：绕组温升计算（电阻法）、散热温升、热路模拟、3D 模型。
图11
（图注：绕组温升计算（电阻法）。导体材料选铜线，温度常数 K ≈ 234.5；需要输入冷态室温 T冷 与冷态电阻 R冷、热态室温 T热 与热态电阻 R热，另可填指定产品温度）
电阻法的原理很简单：绕组铜阻随温度上升，测两次电阻就能反推温升。它是型式试验里最常用、也最不挑设备的一招。以前要算这个，得翻笔记本找 K 值、按计算器；现在输入四个数就出来了。
另外三个子项各有分工：散热温升走表面对流，热路模拟走多节点热路，3D 模型对应电机剖面。后两个更接近"估算"性质。
使用技巧
用电阻法算温升，要留意两个时间点：运行到规定的热稳定状态后再结束试验；断电后尽快测量热态电阻，或按试验方法根据冷却曲线外推。前者过早、后者过晚，都可能使计算温升偏低。热稳定判据和测量时限应以所采用的试验标准为准。
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七、尺寸链·公差：加了配合查询和几何公差
上一版有尺寸链和孔轴配合。这次把「尺寸链、公差计算」扩成了三个标签：尺寸链 / 配合查询 / 几何公差。
图12
（图注：尺寸链页。两个模式是求封闭环 / 反算组成环；关系式印在表格上方——封闭环 C = Σ增环 − Σ减环，单位 mm；表格按行填环名（A1、A2、C）、方向（增环 +v／减环 −v）、基本尺寸与上下偏差，可继续「添加组成环」；下方可设目标范围（下限 ~ 上限）；最下面是尺寸链示意图，增环箭头向右、减环箭头向左）
对比上一版，新增的是反算组成环、目标范围，以及配合查询、几何公差两个独立页签。
「反算组成环」在气隙尺寸链里特别有用：气隙给定了上下限，反推某个零件该留多少公差，比自己一格一格试快得多。
使用技巧
算气隙尺寸链时，别只看名义尺寸。电机最后擦不擦碰，取决于最不利的那一组公差组合，而不是图纸上那个理论中心值。建议把「目标范围」用起来，直接看极限状态下气隙还剩多少。
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八、图片取点：只有一张曲线图，也能把数据读出来
这是这次所有新功能里，我个人觉得最"补缺口"的一个。
图13
（图注：图片取点。说明是"三点标定 · 曲线读数"；流程分四步——1 修正、2-3 标定＋微调、4 结果；画布上方可上传图片，支持"斜拍可手动校正"；下方有缩放滑块、适应窗口、移动图片；当前处于「1. 手动透视与旋转」）
工程里经常遇到这种情况：供应商给了一张样本曲线、一篇论文里只有性能图、一份老报告的原数据丢了。你知道曲线长什么样，但要拿具体数值去对比，只能拿尺子量。
按界面流程，先上传带坐标的曲线图；斜拍图片可手动修正透视与旋转，再进行坐标标定和微调，最后在曲线上取点。截图只展示了上传与手动修正页，后续步骤的操作细节还需以小程序实际界面为准。
使用技巧
取点的精度上限取决于原图的清晰度，不是你点得准不准。所以：一是尽量上传分辨率高的原图；二是标定点尽量拉开距离（用整张图横纵方向跨度最大的两个刻度）；三是读出来的数只用于趋势对比，不要直接当设计输入。
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九、材料数据：内置材料库，SI 与 CGS 双单位并列
电磁计算里有一个恒定的痛苦：同一份材料数据，磁钢手册用 CGS，仿真软件用 SI，两套单位来回倒。
图14
（图注：材料数据。分磁性材料 / 金属材料两大类；磁性材料按"类别 → 牌号 → 生产厂家"三级选择（图示为铁氧体 · Y10 · 深圳万轩磁业）；牌号规格区每项都双单位并列：Br 剩磁 200～235 mT（2000～2350 Gs）、Hcb 矫顽力 125～160 kA/m（1570～2010 Oe）、内禀矫顽力 210～280 kA/m（2640～3520 Oe）、(BH)max 6.5～9.5 kJ/m³（0.82～1.19 MGOe））
在材料参数里，这一屏是最实用的部分：mT 和 Gs 一起给，kA/m 和 Oe 一起给，kJ/m³ 和 MGOe 一起给。 填仿真软件时直接抄对应单位那一列，不用再心算换算。
另一个我欣赏的设计是如实标注缺失值。截图里 Y10 这一档的「温度系数」「最大建议耐温」「密度 ρ」三项都写着"原表未列"。
这个处理比留空或者填个估计值好得多——它明确告诉你这一格没有可信数据，而不是让你默认它是对的。
使用技巧
牌号数据建议只用来做方案初筛。真正要下到仿真和打样，还是拿供应商当批次提供的实测报告（退磁曲线、温度特性）为准。铁氧体这类材料的批次波动不小。
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十、模板助手：把 Maxwell 建模前的填表工作先做一遍
这个功能是专门做 Maxwell／Motor-CAD／JMAG 的人才会觉得"懂我"的。
图15
（图注：模板助手。顶部三个软件标签 Maxwell / Motor-CAD / JMAG；「共用材料」区给出定子铁芯材料 M19_29G、转子铁芯材料 M19_29G、磁钢基础材料 NdFe35；「定子基础尺寸」区按 Maxwell Local Variables 的口径列尺寸——电机类型（内转子）、铁芯轴向长度 20 mm、定子外径 130 mm、定子内径 80 mm、槽数 18，以及槽口宽度、槽口高度、齿宽、齿轭厚度）
它做的事很具体：把新建仿真工程时需要核对的材料名和尺寸参数，整理成一张清单。
里面有几条说明写得很到位：
「Maxwell 2D 与 RM / ASSM 使用相同基础材料名，需与 AEDT 材料库名称一致」——这条能省掉不少"材料没找到"的报错 「N/S 派生材料仅用于 2D，按平行／径向充磁自动生成；RM 直接使用基础磁钢材料」 「找不到指定材料时停止，不替换为其他牌号」——这句是关键。自动换材料是很多自动化脚本最坑人的行为，它选择直接停。
还有一条联动说明：「同步设置 Maxwell 2D Model Depth，并参考单位换算与槽满率计算」。使用时应核对模型深度、图纸尺寸和槽满率计算采用的单位与输入数据。截图本身无法证明这些参数已自动同步到 Maxwell。
使用技巧
这份模板的价值在于几个项目之间保持同一套命名。团队里如果每个人都用自己习惯的材料名，模型互相打开就全是问号。建议把这份清单直接当作组内约定，新工程照单填。
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十一、边界还是那句话
工具更新到第 8 个模块，有些话还是要说在前面：
它适合：工程前期估算、方案比较、工艺校核、现场快速判断、评审会上一句话把数算清楚。
它不适合替代：饱和、漏磁、损耗、退磁、温升分布、NVH 这类问题。这些仍然要走有限元仿真加样机实测。
更具体一点：
温升模块给的是初值，正式设计还是要做热网络或温升试验；
齿轮模块给的是选型和几何，正式加工前强度、寿命、润滑都要单独校核；
材料数据是通用牌号库，量产前请以供应商当批实测报告为准。
这次更新里最值得肯定的一点，反而是它自己反复在划边界：教材复算给出逐项偏差、明确标注哪个数是演示值、材料缺失就说"原表未列"、找不到材料就停下而不是替换。
一个敢告诉你“哪里不确定的工具”，比一个什么都给你算出来的工具可靠。
本文这篇，是小程序本身的一次整体更新。
如果你在用其中某个模块、或者遇到了它算不了的情况，欢迎在后台留言说说具体场景——这类工具的迭代方向，基本都是被使用场景推着走的。
