Расчет магнитной цепи выполняется с целью определения МДС обмотки возбуждения, необходимой для создания требуемого магнитного потока при холостом ходе:
, (5.1)
где 
- коэффициент формы поля.
Магнитная цепь машины на пару полюсов представлена на рис. 5.5. Для расчета магнитной цепи используют уравнение полного тока
. (5.2)
Интегрирование ведется вдоль средней силовой линии, разделенной на пять участков: воздушный зазор (1), зубцовая зона статора (2), ярмо статора (3), полюс (4) и ярмо ротора (5) в предположении, что напряженность магнитного поля каждого участка постоянна:
. (5.3)
Каждый линейный интеграл определяет магнитное напряжение на соответствующем участке, а сумма токов в левой части представляет собой полный ток обмотки возбуждения, охватываемый контуром интегрирования,
. (5.4)
Магнитное напряжение воздушного зазора
,
где 
- максимальная индукция в зазоре; 
- расчетная длина машины; 
- расчетная ширина полюсного наконечника; 
- коэффициент полюсного перекрытия; 
- коэффициент воздушного зазора, учитывающий влияние зубчатости статора и ротора на магнитное сопротивление зазора.
Магнитное напряжение зубцов статора
определяется по средней напряженности поля в зубце, равной ее значению на высоте 
от головки зубца. Принимая допущение, что магнитный поток зубцового деления
полностью проходит через зубец, находим индукцию 
на высоте 
от головки зубца:
,
где 
- длина сердечника статора; 
- коэффициент заполнения сердечника сталью; 
- ширина зубца в сечении на высоте 
от головки зубца.
Напряженность поля в зубце 
определяется по характеристике намагничивания стали 
для найденной индукции 
.
Магнитное напряжения ярма статора
находим по максимальной напряженности поля в ярме, соответствующей по кривой намагничивания стали 
индукции,
,
где 
- высота ярма статора.
Коэффициент x учитывает непостоянство напряженности поля 
по длине участка 
.
Магнитное напряжение сердечника полюса определяется по максимальной напряженности поля 
у основания полюса:
.
Расчет магнитного поля в полюсе выполняется с учетом потока рассеяния обмотки возбуждения
,
где 
- коэффициент рассеяния полюсов.
Этому потоку соответствует индукция у основания полюса:
,
где 
- расчетная длина сердечника полюса; 
- ширина сердечника полюса.
Напряженность поля 
определяется по кривой намагничивания стали полюса 
для магнитной индукции 
.
Магнитное напряжение ярма ротора
,
где 
- максимальная напряженность поля в ярме, соответствующая индукции
,
где 
- длина средней силовой линии на участке ярма ротора; 
- длина ярма ротора; 
- высота ярма ротора.
Расчет магнитной цепи выполняется для 5-7 значений ЭДС 
в диапазоне от 0,5 до 1,3 
. Результаты расчетов представляются в виде характеристики холостого хода 
или характеристики намагничивания 
, построенных в относительных единицах (рис. 5.6). При этом за базисные значения принимаются номинальное напряжение 
, соответствующий ему магнитный поток
и МДС возбуждения 
при 
.
Характеристика холостого хода и характеристика намагничивания в относительных единицах совпадают. По характеристике холостого хода определяют коэффициент насыщения
.
В хорошо спроектированной машине
.
При малом насыщении (
) возрастает масса стали, а при глубоком насыщении (
) существенно увеличивается ток возбуждения.
