土永磁无刷电机转子磁钢尺寸及气隙对输出转矩和效率的影响

合集下载

永磁电机气隙磁密大小对电机性能的影响

ｓｔ￣ｔｌｎｇｔｏｒｑｕｅ，ａｎｄｃａｓｕｅｄ８０ｍｅｄａｍａｇｅｏｎｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒａｎｄｌｏａｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ，ｅｖｅｎｃａｕｓｅｅｘｐｌｏｓｉｏｎｉｎｔｈｅｍｉｎｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｓｅｒｉｏｕｓｌｙａｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｔｈｅｐｌａｎｔ，ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｗｅｗｉｌｌｕｓｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｓｉｚｅｏｆｈｅｔａｉｒ－ｇａｐｆｌｕｘｄｅｎｓｉｔｙｔＯｒｅｅａｓｒｃｈｏｆｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆＰＭＳＭａｎｄｔｏｐｒｏｖｉｄｅｇｕｉｄａｎｃｅｆｏｒｔｈｅｓａｆｅｄｅｓｉｇｎｏｆＰＭＳＭ．
３．山西北方机械制造有限责任公司，山西太原
摘要：永磁电机气隙磁密的设计不合理将导致启动冲击大、启动峰值电流大及启动转矩大，对变压器与负载设备造成一定的损
伤，在矿用环境下甚至造成爆炸事故，严重影响工厂安全性，采用有限元分析计算获取气隙磁密大小对电机性能的影响，为永
ＷＵＷｅｎ — ｈｕ，ＣＨＡＮＧＬｉ — ｆａｎｇ￣，ＷＡＮＧＺｈｉ — ｌｉｎ，ＦＥＮＧＸｕｅ－ｓｈａｎ，ＪＩＡ’ ｕ

永磁无刷直流电机空载气隙磁场和绕组反电势的解析计算

永磁无刷直流电机空载气隙磁场和绕组反电势的解析计算摘要：该文利用许-克变换构造了考虑齿槽效应的气隙相对比磁导函数，该气隙相对比磁导函数反映了齿槽效应对气隙磁场分布的影响，且这种影响的程度随气隙中的径向位置而变化。

在忽略铁心饱和的情况下，结合偏微分方程的解析算法，提出了一种考虑齿槽效应的永磁无刷直流电机空载气隙磁场分布和相绕组反电动势的解析计算方法。

计算结果与二维有限元计算结果对比，其计算波形和大小吻合很好。

证明此方法是正确的、可靠的，为永磁无刷直流电机优化设计和性能分析提供了基本分析手段。

关键词：永磁无刷电机；气隙磁场；反电势；解析计算1 引言对于永久磁钢表面安装的永磁电机，由于定子铁心开有若干槽，使气隙磁导并非均匀值，从而导致电机气隙磁场并非理想的梯形波，其中含有幅值较大的齿谐波，当电机旋转时会引起相绕组交链磁链的波动，使相绕组反电势出现波动，进而导致绕组相电流的脉动，引起电磁转矩的波动，最终引起电机的振动和噪声。

可见，要准确计算永磁电机的电磁转矩波动，首先应准确计算电机气隙内的磁场分布，从而可以准确计算出电机相绕组的反电动势变化波形和电机的电磁转矩波动，以确定有效的改进措施和控制策略。

而准确计算永磁电机气隙内磁场分布的关键是如何考虑齿槽结构对气隙磁场分布的影响。

在气隙磁场的求解方法中，有限元数值计算方法可以准确计算出气隙磁场的分布波形，具有通用性强、适用于各种媒质的特点。

但其前处理过程复杂、计算时间较长，对使用者有较高的技术要求，在电机优化设计中不便采用。

解析方法可以较准确地计算气隙磁场分布波形，同时可以观察到气隙磁场分布与结构尺寸之间的关系，具有很大的工程实用价值。

文献[1]、[2]利用解析方法对气隙磁场进行计算，求解出气隙磁场的分布波形，但文中忽略了齿槽的影响。

文献[3]讨论了永磁电机中定子斜槽（或转子斜极）、永磁体磁化方式、气隙长度、转子半径和永磁体极弧系数对气隙磁场分布的影响，给出计算气隙磁场分布的经验公式，由此计算出相绕组反电动势变化波形，可是文中忽略了齿槽的影响，公式的通用性也较差。

无刷电机气隙

无刷电机气隙
无刷电机气隙是指电机中定子和转子之间的间隙。

在无刷电机中，定子上的线圈和转子上的永磁体之间需要保持一定的间隙，以允许转子的自由转动。

这个间隙通常是在设计和制造时预先确定的，它直接影响到电机的性能和效率。

如果气隙过小，则会增加电机的摩擦和磨损，同时也可能导致线圈和永磁体之间的碰撞和损坏。

如果气隙过大，则会降低电机的效率和输出功率，因为转子的磁场将无法有效地传递到定子上的线圈。

因此，在无刷电机的设计和制造过程中，需要仔细地控制气隙大小，以确保电机性能的最佳表现。

- 1 -。

永磁体端部长度对永磁无刷直流电机性能影响的综合研究

永磁体端部长度对永磁无刷直流电机性能影响的综合研究【摘要】现代科学技术研究表示，在无刷直流电机中可采用霍尔传感器检测转子的实时位置。

如在电机设计中选用永磁电机大于铁芯长度的方式，并用霍尔传感器的端部漏磁技术来检测转子的位置。

但是在实际的操作中，客观存在永磁体端部漏磁通导致电机噪音、振动问题，对整个电机的稳定性造成影响。

本文采用案例分析的方式，选用永磁KMB-T140永磁无刷直流永磁体为研究对象，结合有限元分析和三维建模研究，探讨不同长度的磁钢长度对电机性能的影响。

结果表示，永磁体的端部长度会影响反电势谐波、齿槽转矩等内容，通过研究这些内容，可以了解高精度、高功率永磁无刷直流电机的设计效果和优化和质量，具有明显的参考价值和意义。

【关键词】：永磁体端部长度；永磁无刷直流电机；性能影响；综合研究现代研究表示，永磁电机通过科学的控制方式为我国的现代驱动系统做出巨大贡献。

随着我国高性能的稀土永磁体、位置传感器的研究不断深入，永磁电机的各项研究也得到了飞速的发展。

其中霍尔传感器因为非接触性的位置感应特点被广泛运用多种型号的无刷电机中。

为了帮助霍尔传感器的装置相对检测，很多永磁体的长度都略大于定子的长度，进而保证体系运行的稳定性。

在实际的设计中，霍尔传感器可以通过永磁体的端部漏磁来确定转子的位置，但是考虑到定子齿槽结构的影响，最终的感应磁通可能会和齿槽端部发生作用让电机的产生振动、噪音等问题，进而对整个系统的精度控制产生一定的影响。

对此，本文结合对KMB—T140永磁电机和有限元软件进行三维建模研究，分析不同装置永磁体长度下电磁波形、齿槽转矩等影响。

进而为研究端部长度对电机的性能影响奠定基础。

1.分析电机的三维有限元建模结合相关的模型研究表示，现选择Ansoft电磁分析软件的Rmxprt模块输入相关电机参数并生成相应的三维自动化模型。

整体研究表示，Rmxprt存在模型适应性问题，如现有的二维分析无法精准从模型中反映端口带来的问题，其中一种方式是结合其他的三维模型生成整体模型后导入Maxwell 3D软件，这种方式可以得到电机相关的具体参数，模型进度较为理想，但是整体的建模过程较为复杂且存在一定的运用风险。

分析永磁伺服电机转子偏心对于电机性能的影响

分析永磁伺服电机转子偏心对于电机性能的影响摘要:在一般的情况下，电机偏心通常分为静态偏心与动态偏心。

由于定子或者转子安装不正确等产生静态偏心，而动态偏心是由转子轴弯曲等产生的动态偏心，因为气隙的分布不均，永磁体作用在气隙的磁动势能不同、整个气隙圆周周长是气隙磁导变化的周期，所以肯定会影响气隙磁密的大小以及气隙内部的谐波磁场，这样不但会导致磁场转矩的变化，还会影响电机性能的损耗。

下面的文章简述了永磁伺服电机转子偏心与对于电机性能的影响关键词：动态偏心与静态偏心；有限元计算；永磁伺服电机引言：在近代工业生产中，永磁伺服电机拥有着高效、高功率等特点，但由于在实际的生产过程当中，装配与价格工艺的局限性，导致了转子的轴线不能够完全进行重合与气隙分布不均等问题的发生，因此带来了噪声、转子损耗、转矩脉动的不良影响。

1永磁伺服分析模型建立1.1永磁伺服电机的结构以下文章将以卷烟自动化设备永磁伺服电机为例，着重对于电机偏心给电机性能产生的影响进行有效的分析。

卷烟自动化设备永磁伺服电机表面是采取贴磁的结构形式，通常在转子永磁机外边界往往采取护套进行固定，是转子表面贴磁的必要做法，一般会使用不锈钢与碳纤维的材质作为护套材料。

因为不锈钢在在导热性能与机械强度方面具有良好的优势，以下本文将阐述永磁体采取使用不锈钢作为护套的结构。

除此之外，为了很好的减少转子涡流损耗，有效的降低电机气隙内的谐波分量，使用电机定子要采用双层短距绕组。

1.2关于永磁伺服电机的有限元计算依据永磁伺服电机的机构来说，进一步构建了电机二维电磁场，为更好的使电磁场进行有限元的计算，可以做如下的假设：1；因为铁心较为细长，所以电机内部的电磁场沿轴变化较小，与此同时对于电机端部漏磁进行忽略，利用二维瞬态场分析，向量磁位Z轴的分量是零；2；各向同性的材料；3；因材料的磁导率均匀并且不计磁导率随温度进行变化；4；忽视位移电流造成的影响。

依据电磁场理论在上面的假设条件下，使用向量磁位A，对于电机的瞬态电磁场进行描述，并给予对应的边界条件，便能够得到电机二位瞬态电磁场边值方程式:2转子偏心对于磁场造成的影响大多数的学者对永磁电机的与分析都是在于定转子轴线重合状态下进行研究的，电机的其中气隙也是均匀分布的，如果永磁伺服电机转子偏心时，不管是电机出现动态或静态偏心，都会造成电机气隙的长度进行改变，让电机内部气隙分布不均。

永磁同步电机气隙磁场与电机功率转速关系

下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!当涉及永磁同步电机的气隙磁场与电机功率转速关系时，您可以按照以下步骤展开您的文章：1. 引言：介绍永磁同步电机的基本原理和应用领域，以及气隙磁场和电机功率转速之间的关联。

南京稀土电机磁铁参数

南京稀土电机磁铁参数稀土电机磁铁是一种应用于稀土永磁电机中的关键原材料。

稀土永磁电机具有优异的性能表现，包括高效能、高转矩、高功率密度等，而稀土磁体则是实现这些优势的基础。

因此，稀土电机磁铁参数对电机的性能起着至关重要的作用。

下面将详细介绍稀土电机磁铁的相关参考内容，包括材料种类、磁性能指标、工艺要求等方面的内容。

1. 稀土电机磁铁的材料种类：常见的稀土磁体材料种类包括NdFeB磁铁和SmCo磁铁两大类。

NdFeB磁铁以其高磁能积和较高的矫顽力而被广泛应用于电机领域，而SmCo磁铁则因其更高的工作温度和较低的温度系数而在某些特定应用中被选择。

2. 稀土电机磁铁的磁性能指标：（1）矫顽力（Br）：矫顽力是磁体磁化所需的磁场强度，是衡量磁铁强度的重要参数，一般以特斯拉（T）为单位。

（2）最大磁能积（BHmax）：最大磁能积是稀土电机磁铁所能提供的磁能的量度，其数值越大代表磁铁的性能越好。

（3）剩磁（Br）：剩磁是在去除外部磁场后，磁体仍具有的一部分磁场，通常也用特斯拉（T）表示。

（4）矫顽力温度系数（αBr）：矫顽力温度系数表示矫顽力随温度变化的能力，一般以%/℃为单位。

3. 稀土电机磁铁的工艺要求：稀土电机磁铁的工艺要求对磁铁的性能和稳定性有着重要的影响。

（1）尺寸和形状要求：磁铁的尺寸和形状需要根据具体的电机设计要求进行定制。

一般的形状有圆柱形、圆环形和方块形等。

（2）表面处理要求：磁铁表面需要进行防腐处理，以延长其使用寿命。

目前常见的处理方式有镀锌、镀镍、电泳涂装等。

（3）磁化要求：磁铁的磁化方式通常有径向磁化和轴向磁化两种，根据具体的电机设计要求进行选择和定制。

（4）工艺要求：稀土电机磁铁的制备工艺包括磁铁粉末的配制、成型、烧结以及后续的加工等环节。

不同的工艺参数和工艺流程会对磁铁的性能和稳定性产生重要影响。

以上就是南京稀土电机磁铁参数的相关参考内容。

稀土电机磁铁的性能对电机的工作效率和性能起着决定性的影响，因此在电机设计和制造过程中，需要根据具体的应用需求，选择合适的稀土磁体材料，并对磁铁的参数进行合理的设计和调整，以实现电机的最佳性能。

永磁电机齿槽转矩结构影响因素分析

收稿日期：２０１２－ｌ１－１３作者简介：陈贺（１９８８－），男，天津人，硕士研究生，主要研究方向为控制技术。
８０
《装备制造技术｝２０１３年第２期磁极对数都采用一对，而定子铁心槽数分别采用６槽和９槽，槽口宽度都为Ｏ．５ｍｍ，气隙长度都为０．５ｍｍ，其他结构参数相同。通过仿真分析分别得到定子铁心为６槽与９槽时的齿槽定位转矩变化，如图２所示，可以看出齿槽定位转矩都是周期性波动变化的，在永磁电机外转子部分与电枢定子相对旋转一周的时间内，定子铁心６槽与９槽产生的齿槽定位转矩分别波动变化了６个周期与ｌ８个周期，而９槽时的波动幅度明显要低。从表１可得到，９槽时的齿槽定位转矩幅值为０．０７０２Ｎ．ｍ，远小于６槽时的幅值。可以看出，齿槽定位转矩的周期数越多，其幅值越小。
关键词：永磁电机；齿槽定位转矩；有限元分析；斩波控制
中图分类号：ＴＭ３５１文献标识码：Ａ文章编号：１６７２ — ５４５Ｘ（２０１３）０２ — ００８０ — ０２
以钕一铁一硼为代表的第三代稀土铁基永磁材能大小，最后通过积分运算将各个单元的能量总体
电机转矩波动的重要因素之一ｆ３１。
＝
｝』Ｂ＂Ｈｄｆｌ＝１Ｂ１２ｄａ
寺』［（）２＋（）２

永磁无刷电机设计方法气隙主磁场解析分析

− DnIII
R5 n
Pn(r, R4) )sin(nθ) ∆n(R4, R5)
内转子永磁体矢量磁位表达式
∑ AI (r,θ )
=
∞ (( R1 k =1 R2
)n
AnI
(
Pn R1 /
(r, R1) R2 )2n +
1
+
U
n
(r
)
cos(nϕi
))
cos(nθ
)
+
∑∞ (( R1
k =1 R2
)n CnI
=
Br u0
Bθ
=
− ∂A ∂r
Hθ
=
Bθ u0
气隙区域磁感应强度
∑ BIr
=
1 r
∂A ∂θ
=
∞ n=1
− +
( AInr (CInr
np−1 np−1
+ +
BInr −np−1)np sin DInr −n−1)np cos
npθ npθ

∑ BIθ
= − ∂A ∂r
=
−
∞ n=1
p
sin
nπ ，n 2p
=
p,3 p,5 p,L
0
, n = 2 p,4 p,6 p,L
光滑气隙求解区域
求解区域划分
气隙区域I
r
r
BI = µ0 H I
在永磁体区域II
r
r
r
BII = µm H II + µ0 M
极坐标下矢量磁位方程式
∂ 2 AI ∂r 2
+ 1 ∂AI r ∂r
+
1 r

永磁同步电机效率高的原因

永磁同步电机效率高的原因
永磁同步电机效率高的原因有以下几点：
1. 永磁材料具有高磁导率和低磁阻率，能够产生强大的磁场。

2. 永磁同步电机采用永磁材料作为转子磁极，使得转子具有高磁场强度和高磁通密度，从而提高了电机的输出功率和转矩密度。

3. 永磁同步电机具有较小的转子电阻和电感，减小了转子损耗。

4. 永磁同步电机采用了特殊的转子结构和控制系统，可以实现高效的电动机控制。

例如，采用磁场定向控制算法可以使电机运行在最佳工作点附近，提高系统的效率。

5. 永磁同步电机不需要外部励磁，转子磁场由永磁材料提供，消除了励磁电流损耗，减小了电机的功耗。

综上所述，永磁同步电机具有高磁场强度、高磁通密度、低电阻和电感、优化的控制算法等特点，这些特点使得永磁同步电机具有高效率的优势。

永磁同步电机磁阻转矩

永磁同步电机磁阻转矩
永磁同步电机的磁阻转矩是指在电机运行过程中，由于电机磁场与转子磁场之间存在磁阻差，导致转矩的产生。

磁阻转矩存在于永磁同步电机的定子磁场与转子磁场之间的差异，其中主要包括两部分：
1. 气隙磁阻转矩：定子磁场与转子磁场之间存在磁阻差，气隙中的磁阻转矩是由此产生的。

永磁同步电机的转子通常采用永磁材料制成，定子磁场与转子磁场之间的差异将导致转矩的产生。

2. 饱和磁阻转矩：永磁同步电机的永磁材料在强磁场下可能会出现磁路饱和的现象，这也会导致磁阻转矩的产生。

当磁路饱和时，磁阻突然增加，导致转矩的变化。

永磁同步电机的磁阻转矩是一种非线性现象，它会对电机的转速、扭矩和效率等运行性能产生影响。

在永磁同步电机的设计和控制中，研究和考虑磁阻转矩的影响是十分重要的。

基于内置式永磁无刷直流电机气隙长度的优化设计

58<电兀什关>(2020.No.5)文章编号：1004-289X(2020)05-0058-06基于内置式永磁无刷直流电机气隙长度的优化设计李伟起，林荣文，陶涛（福州大学电气工程与自动化学院，福建福州350108）摘要：为了获得一台运行性能好、效率高、成本低的永磁无刷直流电机,本文基于一台泵用无刷直流电动机提出进行气隙长度的优化。

电机的气隙长度是转子外径和定子内径之间的距离，本文通过其对电机的涡流损耗、齿槽转矩和脉动转矩的影响来对电机的气隙长度进行选择。

文中先分别分析气隙长度对三者的各自影响，并利用Ansoft软件画出不同气隙长度下的特性曲线，再综合考虑选择一个合适的气隙长度，使其达到既能减少涡流损耗、削弱齿槽转矩，同时又能降低脉动转矩的目的。

从而获得一台高效的永磁无刷直流电机。

实验结果验证了优化方案的可行性，取得了预期的优化效果。

关键词：永磁无刷直流电机；涡流损耗；齿槽转矩；输出转矩;优化设计中图分类号:TM33文献标识码：BOptimization Design Based on Air Gap Length of Built-inPermanent Magnet Brushless DC MotorLI Wei-qi, LIN Rong-wen,TAO Tao(College of Electrical Engineering and Automation,Fuzhou University,Fuzhou350108,China)Abstract:In order to obtain a permanent magnet bmshless de motor with good performance,high efficiency and low cost,this paper proposed to optimize the air gap length based on the brushless(1c motor for a pump.The air gap length of the motor is the distance between the outer diameter of the rotor and the inner diameter of the stator.In this paper,the in f luence of air gap length on the three is analyzed respectively,and the characteristic curves of different air gap length are drawn by Ansoft software,and then an appropriate air gap length is selected after comprehensive consideration,so that it can not only reduce eddy current loss,weaken tooth groove torque,but also reduce the ripple torque.Thus an efficient permanent magnet brushless de motor is obtained.The experimental results verify the feasibility of the optimization scheme and obtain the expected optimization effect.Key words:permanent magnet brushless de motor:eddy cuiTent loss；tooth groove torque；output torque；the optimization design1引言无刷直流电机（BDCM）是控制理论、电机技术和现代化技术相结合的新型机电一体化电机，它与一般的有刷直流电机相比有以下优势：（1）可控性比较好，而且有较宽的调速范围。

气隙对电磁转矩的影响

气隙对电磁转矩的影响
直流电机的气隙分布会影响感应电势的分布。

在气隙非均匀的情况下，电机的感应电势也会因此而不均匀分布。

由于感应电势是电机转速的函数，所以气隙的非均匀性会导致电机转速的不稳定性，进而影响到电机的转矩输出。

另外，气隙的非均匀性也会导致电机的磁通密度不均匀分布。

当气隙的非均匀性越大，磁通密度的不均匀性也越大，从而产生更大的转矩脉动。

同时，气隙分布的不均匀性还会导致磁通密度的变化更为剧烈，造成铁心损耗增加，影响电机效率。

永磁体端部长度对永磁无刷直流电机性能影响的分析

永磁体端部长度对永磁无刷直流电机性能影响的分析永磁无刷直流电机是一种高效率、低噪音、小体积的电机，它的性能受多种因素影响，其中包括永磁体端部的长度。

本文将对永磁体端部长度对永磁无刷直流电机性能的影响进行分析。

首先，永磁体端部长度对电机的转矩产生影响。

永磁无刷直流电机的转矩是由永磁体和励磁电流共同产生的。

永磁体的磁场在电机运转时会产生磁通量，当电机的励磁电流经过线圈时，这些磁通量会在空气隙中的导体上产生力矩，进而带动转子旋转。

永磁体端部长度会在电机运行中影响磁场分布，从而影响转子的转矩。

其次，永磁体端部长度对电机的气隙效应产生影响。

电机的气隙是指转子和定子之间的距离，它对电机的输出功率和效率具有较大的影响。

当永磁体端部长度发生改变时，会导致电机的气隙发生变化，从而影响到电机的性能表现。

此外，永磁体端部长度还会对电机的热效应产生影响。

电机在工作时会有一定的损耗，其中包括铁损、导体损耗和磁通损耗等。

当永磁体端部长度发生改变时，电机的损耗也会发生变化，从而影响电机的热效应表现。

最后，永磁体端部长度还会对电机的机械特性产生影响。

电机在实际运行过程中会受到载荷的作用，而永磁体端部长度对电机的刚度和强度具有一定的影响，从而影响到电机的机械特性表现。

综上所述，永磁体端部长度对永磁无刷直流电机性能产生较为显著的影响，需要在实际设计和应用电机时进行综合考虑。

在电机设计和制造过程中，需要根据具体的工作条件和要求，合理确定永磁体端部长度，以确保电机性能的优化和可靠性的提高。

为了更深入地了解永磁体端部长度对永磁无刷直流电机性能的影响，我们可以通过实验测量和数据分析的方法来探究。

下面列出一些可能与永磁体端部长度有关的数据指标，并进行分析。

1. 输出功率和效率：这两个指标是衡量电机性能的重要参数。

通过测量输出功率和效率的变化，可以了解永磁体端部长度对电机性能的影响。

实验结果可能表明，当永磁体端部长度增加时，电机的输出功率和效率往往会降低。

稀土永磁无刷电机转子磁钢尺寸及气隙对输出转矩和效率的影响

稀土永磁无刷电机转子磁钢尺寸及气隙对输出转矩和效率的影响 17
© 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
D
设计分析
esign and analysis
L8R6A90 的转子分别在 3000r/ min 、3250r/ min 、3500r/ min 和 3750r/ min 的条件下进行测试 ,以此研究转速的变化对电机效率的影响。
如图 2 所示, 转子磁钢的尺寸标记成 R2 和 R1 表示定子和转子之间的图 2 不同径向厚度的转子磁钢示意图间隙与 R3 相比分别增大 1mm 和 2mm 。也就是说 ,这里同时考虑了转子磁钢的大小和定、转子之间的气隙对电机性能的影响。
人工心脏用驱动电机要求体积小、重量轻、效率高和
稀土永磁无刷电机转子磁钢尺寸及气隙对输出转矩和效率的影响
钱坤喜 ,袁海宇 ,茹伟民 ,曾培
( 江苏大学 ,江苏镇江 212013)
Influence of Rare - earth PM Brushless Motor Rotor Magnet Size and Airgap on the Output Torque and Eff iciency
[ 2 ] Qlsen DB. The history of continous flow blood pumps[J ] . Artifical Heart ,2000 ,24 (6) :401 - 404.
[ 3 ] Qian KX , Zheng P , Ru WM et al. A durable impeller pump wit h rolling bearing and purge system[J ] . J . Med. Eng. Tech. ,2001 ,25 (6) :273 - 275.

永磁无刷力矩电动机峰值转矩能力的研究

本文1996年4月22日收到设计分析永磁无刷力矩电动机峰值转矩能力的研究孙立志　王　强　陆永平(哈尔滨工业大学　哈尔滨150001)Study on Peak Torque Capability of Permanent Magnet Brushless Torque MotorSun Lizhi Wang Qiang Lu Yongping(Harbin Institute o f Technolog y,Ha rbin 150001) 【摘　要】　在考虑了永磁无刷力矩电动机峰值极限转矩主要制约因素的基础上,分别讨论了正弦波及方波驱动方式下的力矩电动机峰值极限电流及转矩,并针对正弦波驱动方式下的该类电机分析了影响峰值转矩能力的主要因素,文中还进行了数值计算并加以实验验证。

【关键词】　永磁无刷力矩电动机　峰值转矩能力【Abstract 】　This paper considers th e majo r con-straints to thc peak to rque capa bility o f permanent mag ne t brushless to rque mo to r (PM BL T M ),discusses pea k cur-re nt limit and pea k to rque limit o f sine wav e PM BL TMand squa rewav e o ne respec tiv ely ,and ana ly zes the influ-ence o f som e factor s on the peak to rque capa bility of PM -BL T M.N umc rical calculation a nd ex periments a re made accor ding to a sa mple mo tor.【Keywords 】　pe rmanent mag net br ushless to rque mo tor pea k tor que ca pability1前　言在一些控制系统中,常常需要所使用的力矩电动机产生瞬时峰值转矩,从而以较大的加速度来驱动负载,由于使用NdFeB 表面磁钢的无刷力矩电动机具有高转矩惯量比、高过载能力[1],所以非常适合此种运行状态。

永磁牵引电机不同转子结构对电机性能的影响

表 2 不同转子结构的电机电抗计算值
转子结构 X1
电抗计算结果 /Ω
Xad
Xd
Xaq
Xq /Xd Xq
V— 0. 1546 0. 3130 0. 4676 0. 8305 0. 9851 2. 1069
VV 0. 1546 0. 3370 0. 4916 0. 8451 0. 9997 2. 0335

表 1 20 kW 样机电抗参数的计算值与试验值对比
计算结果 /Ω
Xd 0. 5394
Xq 1. 1973
试验结果 /Ω
0. 5791
1. 2118
误差对比 /%
6. 855
1. 1965
通过表 1 可知，通过该计算方法求出的电抗参数与试验值的误差在工程允许范围内，验证了有限元计算方法的正确性。
力。但是缺点是永磁体用量也会随之增加，双层结构较单层结构多用了 14. 0% 的永磁材料，三层结构较双层结构多用了 17. 1% 的永磁材料，三层结构较单层结构更是多用了 33. 5% 的永磁材料，而且工艺更加复杂，此外在相同层数结构、相同永磁体用量的前提下带“—”的转子结构较不带“—”的转子结构过载能力更好，磁阻转矩利用率也更高（ V—形优于 VV 形； VV—形优于 VVV 形）。而且使 d、q 轴之间的电抗差值更大的原因是 Xq 和 Xd 同时减小，Xd 减小的幅度更大，这样不易于电机弱磁。所以综合以上优缺点，可以认为 V 形转子和 V—形转子更加适用于牵引电机。
图 5 等效 q 轴状态下空载气隙磁密波形
图 3 等效 d 轴状态下负载气隙磁密波形
将图 2、图 3 经过谐波分析得到等效 d 轴状态下空载气隙磁密基波幅值为 0. 8076 T，等效 d 轴状态下负载气隙磁密基波幅值为 0. 6828 T。

BLDC 转矩特性

BLDC 转矩特性1、永磁无刷电动机的应用永磁无刷电动机由于体积小、性能好、结构简单、可靠性高、转矩特性好、具有调节控制方便、调速范围广、动态响应等特点而得到了越来越广泛的应用，尤其在智能机器人、航空航天、紧密电子仪器与设备等对电机性能、控制精度要求比较高的场合和领域，对于这类场合，转矩脉动控制是衡量永磁无刷电动机性能好坏的一项重要指标，因此，抑制转矩脉动成为提高永磁无刷电动机伺服系统性能的关键，因此研究永磁无刷电动机转矩特性抑制或消除转矩脉动具有十分重要的意义。

2、永磁无刷电动机的转矩特性永磁无刷电机传动系统一般由逆变器、永磁同步电动机、控制系统和位置传感器四部分组成。

逆变器的通电方式往往采用三相六拍导通方式，每一瞬间有二相同时通电，有一相不通电，每一相绕组均有导通后120°，断电60°，然后再导通120°，断开60°。

在这种通电方式下，定子绕组将产生一个步进式的旋转磁场，从而造成电机的转矩除平均值外还存在脉动转矩。

永磁无刷电动机，在电机转子转动时，由于定子槽的开口引起的气隙磁导变化影响，因此电机还存在由于定子齿、槽变化而引起的脉动转矩。

对于一般永磁无刷电动机，通常计算转矩的方法是将三相系统转换到二相d-q坐标系统，将定子电流分解为id、iq，可得转矩公式如下：式中，Φf：永磁体产生磁链id 、iq ：定、转子电流的d 、q轴分量Ld 、Lq ：d 、q轴电感转矩由二部分组成，第一项为主转矩，由定子q 轴电流与永磁体磁链作用产生；第二项为磁阻转矩。

由于 d 、q轴磁阻不同产生。

但是，上述公式是计算了基波磁动势作用下电机产生的平均转矩，不能计算电机的脉动转矩。

为此，可采用由电机磁场储能对转子位移的偏导数求得电机转矩，其表示式为：式中：p为电机极对数Wm 为电机的磁场储能Q 为电机的转子的位移角从上式公式出发可以推导出双边励磁（包括永磁体电动机）的转矩公式：式中：i10为定子电流L11为定子绕组自感Φ12为永磁体在定自绕组中产生的磁链Wm2为永磁体产生的电机内磁场能量第一项：定子电流产生的磁阻转矩，对表面永磁电机，转子转动时L11不变，转矩为0，对内埋式永磁电机L11会变，可产生磁阻转矩。