高性能风机用外转子无刷直流电机的设计与研究.pdf

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1、第47卷第7期截'l}籼Vo1．47．No．72014正7月MICR0MOT0RSJu1．2014高性能风机用外转子无刷直流电机的设计与研究陈贤阳，黄开胜，明国锋，陈揆能，时应盼(1．广东工业大学，广州510006；2．华东理工大学，上海200237)摘要：针对电机的技术指标要求，依据电机的电磁设计方法确定电机的主要尺寸。转矩波动的存在导致无刷直流电机的振动和噪音，齿槽转矩是其重要组成部分。基于Maxwell建立该电机二维模型，对其进行有限元仿真分析，利用不等厚永磁体和定子齿冠开槽的方法来降低齿槽转矩，为设计低噪音、低振动高性能无刷直流电机

2、提供一种可靠的方法。最后试制样机，样机测试值和Maxwell仿真值进行对比，验证Maxwell仿真的正确性和降低齿槽转矩方法的可行性。关键词：高性能；电磁设计；齿槽转矩中图分类号：TM36+1文献标志码：A文章编号：1001—6848(2014)07—0026—05DesignandResearchofOuter-rotorBrushlessDCMotorforaHighPerformanceFanCHENXianyang，HUANGKaisheng，MINGGuofeng，CHENKuineng，SHIYingpan(1．Guangdon

3、gUniversityofTechnology，Guangzhou510006，China；2．EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai200237，China)Abstract：Accordingtotherequirementoftechnicalindexofmotor，maindimensionsofthemotorwasdeter’minedaccordingtothemethodofelectromagneticdesignofthemotor．Thepresenceo

4、ftorqueripplebringsaboutthenoiseandvibrationofBrushlessDCmotor，thecoggingtorqueisoneofitsimportantparts．Estab—lishedatwo—dimensionalmodelofthemotorbasedonMaxwell，itwasanalyzedbythefiniteelementsimu—lation，toreducethecoggingtorquebyusingthemethodofunequalthicknessofpermanen

5、tmagnetsandsta—tortoothslotting．Itprovidedareliablemethodforthedesignoflownoise，lowvibrationhighperformancebrushlessDCmotor．Finally，aprototype，prototypetestandMaxwellsimulationvalueswerecompared，itver-ifiedthecorrectnessoftheMaxwellsimulationandthefeasibilityofthemethodsto

6、reducethecoggingtorque．Keywords：highperformance；electromagneticdesign；coggingtorque这样节省了大量的电能。本文结合外转子电机结构0引言和无刷直流电机的优点，设计一款12槽10极、170风机主要应用于冶金、石化、电力、纺织、城w外转子无刷直流电机。市轨道交通等国民经济各领域以及各种场所的通风针对无刷直流电机存在的转矩波动，导致电机换气。外转子电机与传统电机结构相反，定子在电产生振动和噪音的问题。齿槽转矩是无刷电机转矩机的中间，转子在外。外转子风机采用外转子电机波

7、动重要成分之一，本文通过Maxwell软件利用不转子部分直接驱动叶轮并采用合理的气动设计，使等厚永磁体和定子齿冠开辅助槽来有效地降低无刷直流电机的振动和噪音，设计一款低噪音、低振动电机具有结构紧凑、重量轻、转动惯量大、效率高、噪音低等优点J。的高性能风机。对于要求连续地以大致不变的速度单方向运行1无刷直流电机的电磁设计的风机来说，感应电机最为适合。对于调速的场合，1．1主要技术指标若采用异步电机的调节风门来控制流量，这样就浪费了大量的电能；若采用无刷直流电机变频器调速，本方案的电机额定直流电压U=180V，额定收稿日期：2013—12—03

8、作者简介：陈贤阳(1989)，男，硕士研究生，研究方向为高效永磁电动机。黄开胜(1961)，男，教授，研究方向为新型特种电动机设计及其控制，电机降噪，电机CAD。7期陈贤阳等：高