外轉子無刷直流電機優(yōu)化設計及其控制.pdf

1、與有刷直流電機相比,無刷直流電機克服其損耗大、換相時易產(chǎn)生火花、使用壽命短的缺點；同時具有調速性能好、起動轉矩大等優(yōu)點。特別是外轉子無刷直流電機更是具有結構簡單,安裝方便等內(nèi)轉子無刷直流電機所不具有的優(yōu)點。進入20世紀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得到前所未有的發(fā)展。目前,永磁無刷直流電機已經(jīng)在航空航天、風機行業(yè)、智能機器人、數(shù)控機床、醫(yī)療

2、器械等領域已得到廣泛應用。
　　 傳統(tǒng)的無刷直流電機設計一般采用簡單的磁路計算,不能夠滿足一次性精確度的要求,需要進行反復修正、調整,占用較長的設計周期,這顯然不符合電機設計要求。本文就是在此基礎上運用有限元分析法優(yōu)化電機設計過程,先進行簡單的磁路計算,再用有限元法對模型參數(shù)進行精確計算和分析,不但縮短了電機設計周期,而且也能夠滿足電機的精度要求。
　　 論文從無刷直流電機的工作原理出發(fā),講述電機的外形結構、槽型設計、電

3、樞繞組連接形式以及電機材料選擇,給出其設計方法和思路,舉以具體實例加以說明,并給出許多在工程實踐中總結出的具體辦法來解決上述問題；在此基礎上,運用有限元法優(yōu)化了對電機運行性能有較大影響的重要參數(shù):如電機的槽型尺寸、齒槽轉矩、導體電流密度、氣隙磁通密度、定轉子齒部、軛部磁通密度以及磁鋼參數(shù)和導體匝數(shù)等,然后對電機的整體性能加以仿真分析,得出電機的總體性能和結果。論文的第二部分闡述了無刷直流電機控制系統(tǒng)的構建,包括開關電源電路、驅動電路和保