电控悬架论文：电控悬架的硬件在环仿真研究

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1、永磁直流电机【补充】PermanentMagnetDCMotor一、永磁直流电机的特点采用永磁后，既保留了直流电机的良好调速特性和机械特性，还因省去了励磁绕组和励磁损耗而具有结构工艺简单、体积小、效率高等特点。功率在300W以内时，永磁直流电动机的效率比同规格电励磁直流电动机的高10～20个百分点，而且，电动机功率越小，励磁结构体积占总体积的比例和励磁损耗占总损耗比例都越大，这些优点尤为突出，采用铁氧体永磁时总成本一般比电励磁电动机低。因而从家用电器、便携式电子设备、电动工具到要求有良好动态性能的精密速度和位置传动系统（如计算机外围设备、录像机等）都大量应用永

2、磁直流电动机。据资料报导，500W以下的微型直流电动机中，永磁电动机占92%，而10W以下的永磁电动机占99%。目前正从微型和小功率电动机向中小型电动机扩展。另一个优点是永磁电机的有效气隙比普通直流机增加了许多倍，磁铁具有接近气隙的磁导率，因此不会因电枢反应引起磁场的失真变形，从而使电枢反应显著减小，换向和电机的过载能力得到改善。还有一个优点是气隙的增加降低了电枢的电抗，当电枢电流变化时，响应显著加快。永磁电机的缺点是永久磁铁相对高的成本和不能通过弱磁升速,永久磁铁也不能产生如同外部励磁那样高强度的磁场，每安培电流产生的电磁转矩要比同等他励直流电机小。此外，永

3、久磁铁在电机运行时有去磁的危险。电机运行时，电枢反应磁势参与合成电机磁场，如果电枢电流太大，电枢反应磁势有可能造成永久磁铁的去磁。电机长期过载产生的高温也可能使永久磁铁去磁。图1显示典型铁磁材料的磁化特性B－H曲线（或磁通－磁势曲线）。当一个很强的磁势作用于它然后移去，它会保留一个剩磁通。为了使磁通变为0，需要在原来的反方向加一个能产生磁场强度为Hc（称为骄顽磁场强度）的磁势，普通直流机的骄顽磁势应该尽可能小，这样的材料具有较低的磁滞损耗。而永磁电机的材料应具有尽可能高的剩磁和大的Hc，磁化特性如图2.在过去数十年间，许多具有制作永久磁铁期望特性的新材料被研制

4、出来。最主要的类型有陶类和稀土类磁铁。图3显示了某一陶类、稀土类和普通铁磁合金磁化曲线在2象限的比较。从中可以看出，稀土类可以产生普通合金相当的剩磁，同时对因电枢反应可能产生的去磁具有非常强的免疫能力。二、永磁直流电机的分类永磁直流电机种类很多，分类方法也多种多样。按运动方式和结构特点又可分为直线式和旋转式，其中旋转式包括有槽结构和无槽结构。有槽结构包括普通永磁直流电机和永磁直流力矩电动机；无槽结构包括有铁心的无槽电枢永磁直流电机和无铁心的空心杯电枢永磁直流电机、印制绕组永磁直流电机及线绕盘式电枢永磁直流电机。一般按用途可分为永磁直流发电机和永磁直流电动机。永

5、磁直流发电机目前主要用作测速发电机。永磁直流电动机又分为控制用和传动用。三、永磁直流电机的磁极结构永磁直流电机的工作原理和基本方程与电励磁直流电机相同。永磁直流电机由于采用永磁体励磁，其结构和设计计算方法与电励磁直流电机相比有许多显著的差别，尤其在磁极结构、磁路计算中的主要系数以及电枢磁（动）势对气隙磁场和永磁体的影响方面。永磁直流电机的磁路一般由电枢铁心（包括电枢齿、电枢轭）、气隙、永磁体、机壳等构成。其中永磁体作为磁源，它的性能、结构形式和尺寸对电机的技术性能、经济效益和体积尺寸等有重要影响。目前永磁材料的性能差异很大，因而在电机中使用时与其性能相适应的、

6、适宜的结构形式大不相同。永磁直流电机常用的磁极结构有瓦片形、圆筒形、弧形和矩形结构。瓦片形磁极结构（下图（a）和（b））大多在高矫顽力的稀土永磁和铁氧体水磁直流电机中采用。当采用各向异性的铁氧体永磁或稀土永磁时，对瓦片形磁极可以沿辐射方向定向和充磁称为径向充磁；也可沿与磁极中心线平行的方向定向和充磁，称为平行充磁。从产生气隙磁场的角度来看，径向充磁的圆筒形磁极（如下图（c）所示）与瓦片形磁极没有多大区别，只是圆筒形磁极的材料利用率差，极间的一部分永磁材料不起什么作用，而且圆筒形永磁体较难制成各向异性，磁性能较差。但是，它是一个筒形整体，结构简单，容易获得较梢确

7、的结构尺寸，加工和装配方便，有利于大量生产。对于价格低廉的铁氧体水磁、有时总成本反而降低.瓦片形和圆筒形磁极结构a）无极靴瓦片形磁极；b）有极靴瓦片形磁极；c）圆筒形磁极1—永磁体2—电枢3—机壳4—极靴弧形磁极结构（如下图）可以增加磁化方向长度，一般应用在铝镍钻永磁直流电动机中。弧形磁极结构a）弧形磁极b）多极弧形磁极1—永磁体2—电枢3—极靴4—机壳瓦片形和弧形永磁体的形状复杂，加工费时，有时其加工费用甚至高于永磁材料本身的成本。因此，目前的趋势之一是尽可能使用矩形或近似矩形结构.如下图所示。但为了减少配合面之间的附加间隙，对配合面的加工精度要求较高。图c

8、）的切向式结构起聚磁作用，可以提高气隙