无刷直流电机的设计讲座(叶金虎).pdf

维普资讯 儆持电棚 2005年第1期 坳 无刷直流 电动机的设计 (I) 叶金虎 (中国电千 、弦 l丁公 十一讲充昕，上海 200233) TheDesignofBrushlessDCMotor(I) EJin—hf』 (No，21ResearchInstituteunderCETC，Shanghai200233，China) 编者按：随着永磁材料和功率 电子元器什的不断进步． 线圈：开关动作是借助若干个电刷和一个换向器的 永磁无刷直流电动机得到了快速的发展，它们破广泛地用于 机械结构来实现的，这种电枢线圈内电流方 向的变 变速驱动 、伺眼驱动 、兵器 、航空、航天和工业 j功化等各个 换被称之谓机械换 向。这样 ，在有刷直流电动机 的 领域：因此 ．合理正确地设计永磁无刷直流电动机是一个越 某一磁极下，虽然线圈导体在不断地更替，但只要外 来越重要的课题 从本期起分期介绍无刷直流电动机的设 加电压的极性不变，线 圈导体 中流过的电流方 向始 汁．主要有：无刷直流电动机的结构和工作原 ，以及连接方 终不变，作用在电枢上的电磁转矩的方向始终不变， 式；分数槽绕组；磁路计算；电路系统的计算等 内容；最后介 电动机的旋转方向也将保持不变，这就是有刷直流 绍了两个典型例题 电动机的机械换向过程的本质 中图分类号：TM33 文献标识码 ：A 文章编号 ：1004—7018(2005)01—0041—02 在无刷直流电动机中，定子线圈导体相对转子 永磁体磁场的位置 ，由转子位置传感器通过电子方 1永磁无刷直流 电动机的工作原理 式或电磁方式所感知；并利用其输出信号，通过电子 在永磁有刷直流电动机中，定子永磁体在气隙 换向电路 ，按照一定的逻辑程序去驱动与电枢绕组 内形成激磁磁场。根据物理学定理 ，在此情况下 ，如 相联接的相应的功率开关 晶体管 ，把 电流开关或换 果迫使电流在电枢绕组线圈的某一根导体中流动， 向到相应的电枢绕组。随着转子的转动 ，转子位置 就会产生一个作用于该导体的电磁力，其量值为： 传感器不断地发送出信号，致使电枢绕组不断地依 F =kBli f1) 次通电，不断地改变通电状态 ，从而使得在某一磁极 式中：F一力； 下的线圈导体中流过的电流方向始终不变，这就是 K一常数； 无刷直流电动机的无接触式换向过程的实质。 B一气隙磁通密度； 换 向是借助晶体管开关来实现的。把所有被联 ／_导体的长度； 结在机械换器上面的引线头抽出来，并给每一个引 导体内的电流。 线头提供开关 ，就可 以把一台有刷型电动机变换成 如果电枢绕组线圈的串联导体数 (每线圈多 一 台无刷型电动机；但是 ，这种方法必须包含大量的 匝)大于 1，并携带同样的电流，则电磁力的量值为： 开关：取而代之 ，采用类似于交流电动机 中的多相 F = BZⅣ f2)