盘式永磁无刷直流电机的电磁设计.doc

——————————————————————————————————————————————— 盘式永磁无刷直流电机的电磁设计 浙江大学 硕士学位论文 姓名：王凌峰 申请学位级别：硕士 专业：电机与电器 指导教师：马钧华 浙江大学硕士毕业论文 Ｖ＾７２２９１０ 摘要 盘式永磁电机的气隙是平面型的，气隙磁场是轴向的，所以又被称为轴向磁场电机。永磁无刷直流电动机由永磁同步电动机、逆变器以及安装在转子轴上的位置传感器构成。随着高性能的永磁材料如钐钴、钕铁硼的问世，使得永磁无刷直流电动机的性能大大提高。盘式永磁无刷直流电动机由于其结构简单，运行可靠、轴向结构紧凑等特点，在许多行业中有着广泛的应用前景。 盘式无刷直流电动机的电机本体是盘式永磁同步电动机，只是绕组一般采用集中绕组无槽结构，并选用较少的极数，使得反电动势接近梯形波，便于通过调节极弧系数来减小转矩脉动。 浙江大学硕士毕业论文 Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅｐｅｒｍａｎｅｎｔｄｉｓｋｍｏｔｏｒｉｓａｌｓｏｃａｌｌｅｄａｘｉａｌｆｌｕｘｍｏｔｏｒｂｅｃａｕｓｅｉｔｓａｉｒｇａｐｍａｇｎｅｔｉｓａｘｉａｌ．Ｂａｓｉｃａｌｌｙ，ａｂｒｕｓｈｌｅｓｓｄｅｍｏｔｏｒｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｔｏｒ，ａｉｌｉｎｖｅｒｔｅｒａｓａｐｅｒｍａｎｅｎｔｍｏｕｎｔｅｄｍａｇｎｅｔ（ＰＭ）ｏｎｗｅｌｌａｓａｐｏｓｉｔｉｏｎｓｅｎｓｏｒｔｈｅｍｏｔｏｒｓｈａｆｔ．Ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｓｏｆＰＭＢＬＤＣｈａｓｂｅｅｎｉｍｐｒｏｖｅｄｓｉｎｃｅｔｈｅｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｍａｇｎｅｔｓ，ｓｕｃｈ ｒｅａｓｏｎｓｓａｍａｒｉｕｍｃｏｂａｌｔａｎｄｎｅｏｄｙｍｉｕｍ－ｂｏｒｏｎｉｒｏｎｂｅｃａｍｅａｖａｉｌａｂｌｅ．Ｂｙｏｆｉｔｓｓｉｍｐｌｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｓｔａｂｌｅｎｅｓｓ，ｔｈｅｂｌｕｓｈｌｅｓｓｐｅｒｍａｎｅｎｔｄｉｓｋｍｏｔｏｒｉｓｂｅｃｏｍｉｎｇｍｏｒｅａｔｔｒａｃｔｉｖｅｉｎｍａｎｙｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ． ＴｈｅｎｏｕｍｅｎｏｎｏｆｔｈｅＰＭＢＬＤＣｉｓｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｄｉｓｋｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｔｏＬｈｏｗｅｖｅｒ，ｔＩｌｅａｒｍａｔｕｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉＳｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｂａｃｋ ｔａｋｅｓａｎｄｓｌｏｔｌｅｓｓ．Ｆｏｒｔｈｅａｉｍｔｏｍａｋｅｔｈｅｉｓｌｉｍｉｔｅｄ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｉｔＥＭＦｗａｖｅｆｏｒｍｅｑｕａｌｔｏｔｒａｐｅｚｅｆｏｒｍ，ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｐｏｌｅｔｏｒｅｄｕｃｅａｎｏｔｈｅｒｂｅｎｅｆｉｔｔｈａｔｍａｋｅｉｔｐｏｓｓｉｂｌｅ ａｒｃｔｈｅｔｏｒｑｕｅｒｉｐｐｌｅｂｙｍｏｄｉｆｙｔｈｅｐｏｌａｒｗｉｄｔｈ． ＳｉｎｃｅｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆＰＭＢＬＤＣｉｓｓｉｍｉｌａｒｔｏｎｏｒｍａｌＢＬＤＣａｎｄｃｏｍｍｏｎｄｉｓｋｍｏｔｏｒ． ａｎｄｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｐｅｒｍａｎｅｎｔｉｔｈａｓｏｗｎｓｐｅｃｉａｌｔｉｅｓ．Ｔｈｅｐａｐｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｅｓｔｈｅａｎａｌｙｓｅｓ ｍａｇｎｅｔｏｆＰＭＢＬＤＳ．Ｆｏｒｔｈｅｒｅａｓｏｎｏｆｉｔｓｓｐｅｃｉａｌｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄ．ｔｈｅｐａｐｅｒｓｔａｒｔｓｆｒｏｍｔｈｅｍｅａｎｓｏｆｍａｇｎｅｆｉｅｆｉｅｌｄａｎａｌｙｓｅｓａｎｄｎｏｔｏｎｌｙｄｅｖｅｌｏｐｓｉｔ，ｂｕｔａｌｓｏｃｏｍｐａｒｅｓｔｏｔｈｅｃｏｍｌｎｏｎｍｏｔｏｒｓ．Ｔｈｅｐｒｏｇｒａｍｔｏｃｏｍｐｕｔｅｔｈｅｄｉｓｋｍｏｔｏｒｉｓｇｉｖｅｎｏｕｔａｔｌａｓｔ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ｂｌｕｓｈｌｅｓｓｄｉｓｋｍｏｔｏｇｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｄｅｓｉｇｎ，ＣＡＤⅡ 浙江大学硕士毕业论文 第１章绪论 １．１盘式永磁无刷直流电机的发展、原理与特点 １．１．１永磁无刷直流电动机的发展 无刷直流电动机是随着电子技术发展而出现的一种新型电动机。有刷直流电动机具有优良的调速特性，自其在１９世纪四十年代诞生后就在运动控制领域中得到了广泛的应用。但由于其采用电刷以机械方式进行换向，存在相对的机械摩擦，产生了噪音、火花和电磁干扰，寿命短，且经常需要维护等诸多缺点。 针对赢流电动机的弊端，人们提出了用电子换向装置取代机械换向装置的设想。随着现代科学技术的发展，特别是半导体技术及新型永磁材料的飞跃进步，１９６２年诞生了世界上第一台利用霍尔元件实现换向的永磁无刷直流电机。之后，采用接近开关式位黄传感器、电磁谐振式位置传感器、高