外轉(zhuǎn)子無刷直流電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)及其控制.pdf

1、與有刷直流電機(jī)相比,無刷直流電機(jī)克服其損耗大、換相時易產(chǎn)生火花、使用壽命短的缺點(diǎn)；同時具有調(diào)速性能好、起動轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn)。特別是外轉(zhuǎn)子無刷直流電機(jī)更是具有結(jié)構(gòu)簡單,安裝方便等內(nèi)轉(zhuǎn)子無刷直流電機(jī)所不具有的優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)入20世紀(jì)90年代以后,隨著電力電子器件的發(fā)展和永磁材料性能的不斷提高、價格不斷降低,尤其是在釹鐵硼等永磁材料出現(xiàn)以后,更是使無刷直流電機(jī)得到前所未有的發(fā)展。目前,永磁無刷直流電機(jī)已經(jīng)在航空航天、風(fēng)機(jī)行業(yè)、智能機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、醫(yī)療

2、器械等領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用。
　　 傳統(tǒng)的無刷直流電機(jī)設(shè)計(jì)一般采用簡單的磁路計(jì)算,不能夠滿足一次性精確度的要求,需要進(jìn)行反復(fù)修正、調(diào)整,占用較長的設(shè)計(jì)周期,這顯然不符合電機(jī)設(shè)計(jì)要求。本文就是在此基礎(chǔ)上運(yùn)用有限元分析法優(yōu)化電機(jī)設(shè)計(jì)過程,先進(jìn)行簡單的磁路計(jì)算,再用有限元法對模型參數(shù)進(jìn)行精確計(jì)算和分析,不但縮短了電機(jī)設(shè)計(jì)周期,而且也能夠滿足電機(jī)的精度要求。
　　 論文從無刷直流電機(jī)的工作原理出發(fā),講述電機(jī)的外形結(jié)構(gòu)、槽型設(shè)計(jì)、電

3、樞繞組連接形式以及電機(jī)材料選擇,給出其設(shè)計(jì)方法和思路,舉以具體實(shí)例加以說明,并給出許多在工程實(shí)踐中總結(jié)出的具體辦法來解決上述問題；在此基礎(chǔ)上,運(yùn)用有限元法優(yōu)化了對電機(jī)運(yùn)行性能有較大影響的重要參數(shù):如電機(jī)的槽型尺寸、齒槽轉(zhuǎn)矩、導(dǎo)體電流密度、氣隙磁通密度、定轉(zhuǎn)子齒部、軛部磁通密度以及磁鋼參數(shù)和導(dǎo)體匝數(shù)等,然后對電機(jī)的整體性能加以仿真分析,得出電機(jī)的總體性能和結(jié)果。論文的第二部分闡述了無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)建,包括開關(guān)電源電路、驅(qū)動電路和保