永磁无刷直流电机的电磁分析与设计

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1、东南大学硕士学位论文永磁无刷直流电机的电磁分析与设计姓名：吴明申请学位级别：硕士专业：电机与电器指导教师：胡虔生2002.4.1摘要永磁无刷直流电机是近年来随着电力电子技术的发展和新型永磁材料的出现而迅速成熟起来的一种新型机电一体化电机，由于采用了高性能的永磁材料和巾l了控制技术，它具有单位体积转矩高、转矩惯性比小，起动转矩高，调速特性好等优点，因而在航空航天、数控机床、机器人、汽车、计算机外围设备及家用电器等方面都获得了广泛的应用。本文讨论了永磁无刷直流电机的电磁分析方法，提出了场路结合的分析

2、方法并阐述了其原理，并以此对永磁无刷直流电机的电磁性能进行了分析。本文着重于电机的设计，结合了ANSYS有限元计算软件与AutoCAD的二次开发技术建立了一套较完整和实用的CAD软件，并以此软件为基础，设计制造了外转子低速电机的样机并对之进行了实验测试，并将测试结果与通过软件汁算的结果进行了比较与分析。关键词：永磁无刷直流电机CAD电机设计软件开发计算机绘图v，+√7vV／东南大学硕士论文^BSTRACl'ABSTRACTPermanentMagnetBrushlessDCmolor(PMBLD

3、CM)isakindofelectromechanicalintegrationmachinery．Ithasbeenrapidlydevelopinginrecentyearsastheresult"ofthedevelopmentofpowerelectronictechnologyandtheappearanceofnewkindofpermanentmagnetmaterial．Becauseoftheapplyingofhigh—performancepermanentmagnetma

4、terialandthemodernelectroniccontroltechnology，themotorhasmanymeritssuchashightorqueinunitvolume，lowtorqueinertiaratio，highstartingtorqueandexcellentperformancejnspeedcontr01．Nowithasbeenwideusedinaeronauticsandastronautics，digital—controlledmachineto

5、ols，robotics，automobiles，peripheraJofcomputersandelectronichouseholdappliancesThemethodstoperformtheelectromagneticanalysisofPMBLDCMhavebeendiscussedinthisthesisandtheField—RoadIntegrationMethod(FRlM)hasbeenadvanced，whoseprinciplehasalsobeendiscussed

6、．TheFRIMhasbeenusedtoanalyzetheelectromagnetperformanceofPMBLDCMandasetofsoftwarehasbeendevelopedonthebaseofFRIMandtheANSYSsoftwareandthetechnologyofdevelopinginAutoCAD．Byusingthesoftware．severalprototypesoflowspeed，outer—rotormotorhavebeendesignedan

7、dmanufactured．Byexperimenttheprototypes’performancedatahavebeenacquimd，whichwereusedtocomparewiththedataobtainedbyelectromagneticcalculation．Keywords：PermanentMagnetBrushlessDCMotorCADDesignofMotorSoftwareDevelopmentComputerPlotting尔南人学硕十论文．II．第一章绪论本

8、章简要介绍了永磁无刷直流电机的原理、发展和应用，讨论了永磁无刷直流电机CAD技术，并介绍了本文的研究内容。第一节永磁无刷直流电机的发展、特点与应用一、永磁无刷直流电机的原理与发展远在十九世纪四十年代，人们就研制成功了第一台直流电动机。1873年，有刷直流电动机正式投入商业应用。自此以后，有刷直流电动机就以其优良的转矩特性在运动控制领域得到了广泛的应用，占据了极重要的地位。但由于传统的直流电动机均采用电刷，以机械方法进行换向，因而存在相对的机械摩擦，产生了噪声、火花和无线电干扰，寿命短，并且经常需