无刷电机的设计

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1、8-10直流无刷电机的设计8-10-1直流无刷电机的概述永磁直流无刷电机有许多优点，如干扰小（电路部分有一定的电磁干扰的），运行寿命长,调速性能好，控制方法多，输出力矩大，过载能力强，调速范围宽，起动响应快，运行平稳,效率髙等。永磁无刷直流电机有许多交流界步电机，步进电机和直流电机不具备的优点。它广泛应用于办公机械，电脑，音响，通风行业，自动控制，仪器仪表，汽车，国防工业等等领域，特别一•提的是，在电脑屮，光驳动器，硬盘，DVD等人量用了非常精密的形式不一的永磁无刷直流电机，永磁直流无刷电机己经在时刻影

2、响看人们的牛活。随着控制器的小型化，模块化，以前做得较大的控制器现在可以做得更小，有的可以和电机做在一起，使永磁无刷电机使用起来那么方便，那么的得心应手。许多永磁直流电机口益被永磁无刷直流电机所替代。在电机界，研究，开发永磁直流无刷电机是一种新的趋势。这方面的论著也比以往多起來了。无刷电机的种类很多，内容也多。在“典型电机设计”的一章内的这一节“直流无刷电机的设计”屮仅阐述了用永磁肓流电机的设计思路在无刷电机设计方面的应用，不少无刷电机的内容因为篇幅有限，没有涉及，请读者参看相关无刷电机的书籍。8-10

3、-2永磁直流无刷电机机械特性的关系分析和计算永磁无刷肓流电机和永磁直流电机有些区别，电机的定子和交流异步电机的定子相差不多，转子乂和直流电机的定子原理差异不大，供电乂类似交流电机供电，供电方式也各式各样。因此作者述没有看见过介绍整个无刷电机的机械特性曲线计算公式的书籍，求取电机的空载点和负载点的计算公式非常复杂，但是电机「变万化也不会偏离电机电磁关系的主要原理。是否可以从复杂的直流无刷电机的机械特性找出其规律，能够抓住这种电机的内在联系,从而提高我们対无刷电机的本质的认识。所以作者从新的角度出发來看无刷

4、电机的机械特性的内在关系。我们可以看到，从上而介绍的各种无刷电机测量，其计算电机的输入功率都是视换向电路和电机联在一起作为一个系统来考虑电机的效率的。而换向系统仅起电了换向作用，在这种情况下，无刷电机就是把机械换向器成了电子换向器罢了。从另外的角度看，电机的性能和相关特性常数与永磁电机的非常和象，是否可以认为直流永磁无刷电机和直流永磁电机的机械特性曲线内部的关系是否相同呢？是否可以把永磁肓流电机的机械特性计算公式用于永磁氏流无刷电机呢？如果可行的话，将对我们设计、计算永磁无刷电机带來了极大的方便。我们可

5、以以90无刷电机的最大效率点数据，用第8章的的计算机械特性的方法和公式来推算出该出90无刷电机永磁无刷直流电机的整个机械特性，并作对比。表8-10-1某90永磁直流无刷电机实测数据U(V)1(A)T(N.m)n(r/min)Po(W)Pi(W)n(%)KE=8.3V/Krpm241.5028920.0036.000.00KT(N・m/A)243.80.227745&0991.2063.700.0870245.20.3271685.32124.8068360.08182480.52600136.13192

6、.0070.900.0777249.60.632544167.82230.4072.840.07772411.82464206.41283.2072.880.07772414.412393250.58345.6072.500.077524171.22311290.39408.0071.170.0774表8-10J内粗体黑字并有下划线的点，作为电机的最人效率点，该点仅是最人效率点附近，设为最大效率点，这样计算有些误差，另外我把N•加化为gf•cm用的是10.19关系，计算述要受一点影响的。最大效率为0.7

7、288最人效率点转矩:0.8N•m=8152gf•cm最大效率点转速：2464rpm最大功率点电流:11.8A计算整个机械特性曲线：电机的理想空载转速：=2886.26卩加ntJ24642464浙~V0.7288-0.8537电机的空载转速4）：n0=拜〃(2—血)=2464(2-0.8537)=2824rp/n电机的空载电流/（）：/。=（1—筋"〃=（1-0.8537）x11.8=1.7263A电机的空载转矩％：=1-。出37%8152二1394gf•cm0.8537电机的堵转转矩乙：二"2-血）1

8、-血8152(2-0.8537)~1-0.8537=63873.12^-6777电机的计算堵转转矩仏Td=Td+耳)=63873.12+1394=65267.12对弋加电机的转矩常数Ky:Tq152Kt=—2—==809.23g/cm/A=0.0794N•m/A7ln-/()11.8-1.7263kt0.0794-0.07770.0777=0.02电机的电势常数Ke:Kong23Ke=—=0.0083IVZrpm(用对拖法测出:&3V/