直流无刷电机工作原理
所谓直流无刷电机，是具备直流电机与交流电机之优点，对于以往直流电机之用途，连近年来交流电机之用途，均有直流无刷电机被加以利用，就构造而言，若将有电刷的永磁式直流伺服电机的定子与转子互换就成为永磁式直流无刷伺服电机，不过无刷式电机的定子线圈为三相绕组，故基本上其为交流电机，直流无刷是沿用产业惯用之名称。直流无刷电机是将传统的DC电机之整流部份（电刷及换向器）以电子方式代替且保留DC电机可急遽加速，转速和外加电压成正比，转矩和电枢电流成正比等优点，为一特性非常优良之电机。直流无刷电机最大的特征为无刷构造的关系，原理上不会产生噪声。无刷电机之激磁部份在转子上由永久磁铁构成，电枢位于定子上，因此可以不需要电刷传导电流。因此其驱动电路一般均使用PWM型变频器，再配合霍尔组件或分解器等磁极检测组件，可得圆滑且稳定之转矩，常用于需要高速及高精度控制之情况。
常用的传统直流电机的缺点：
电刷与换向片的高速滑动，造成电刷与换向片磨擦甚巨，如此一来引起不必要的种种电气障碍与故障。
改进方式：
直流无刷电机针对此缺点改进，取代引起毛病的电刷与换向片，改以电子组件代替，但原有直流机的优点仍能保留，故无刷直流电机可说是传统直流电机改进而成的。
无刷电机与有刷电机之差异与比较：
· 有刷电机
以机械式整流子或电刷来控制换向动作
· 无刷电机
以电子式的晶体管来控制换相动作。
利用磁场力的吸引及磁场的变化(换向)来达成旋转输出的动作。
电子式的换向器主要是利用Hall Sensor 感应电机位置的变化，以控制晶体管的开或关。
无刷电机与有刷电机之差异
无刷电机与有刷电机之比较
(1)换向时不易产生高温之电弧及金属屑。
(2)电气噪声少，可靠度高、寿命长且易高速化。
(3)低电压、起动快、易控制。
(4)制造容易、体积小。
(5)可适用于高温环境下且维修费低。
(6)在电刷部分不产生碳粉、油雾等之污垢。
永磁无刷直流电动机的磁场分析及动态仿真钱强，等
永磁无刷直流电动机的磁场分析及动态仿真
钱强，王淑红，熊光煜
（太原理工大学电气与动力工程学院，太原０３００２４）
摘要：通过ＭＡＸＷＥＬＬ软件，对磁性槽楔无刷直流电机和Ｈａｌｂａｃｈ磁体结构无刷直流电机在相同载 荷情况下进行磁场分析和动态的仿真比较，分析得出了磁性槽楔结构和Ｈａｌｂａｃｈ磁体结构的优点。
关键词：无刷直流电机；磁性槽楔；Ｈａｌｂａｃｈ磁体结构；转矩波动；ＭＡＸＷＥＬＬ 中图分类号：ＴＭ３６＋１；ＴＭ３５１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００１—６８４８（２０１０）０２—００４１．０３
Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｆｉｅｌｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ
Ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ ＤＣ Ｍｏｔｏｒ
ＱＩＡＮ Ｑｉａｎｇ，ＷＡＮＧ Ｓｈｕ—ｈｏｎｇ，ＸＩＯＮＧ Ｇｕａｎｇ—ｙｕ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ａｎｄ Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｔａｉｙｕａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３００２４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｌｏｔ ｗｅｄｇｅ ＢＬＤＣＭ ａｎｄ ｔｈｅ Ｈａｌｂａｃｈ ａｒｒａｙ ＢＬＤＣＭ． Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｏｎｅ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｏｆｔｗａｒｅ－Ｍａｘｗｅｌｌ，ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｌｏｔ ｗｅｄｇｅ ａｎｄ ｈａｌｂａｃｈ ８１＂一
ｒａｙ・ Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：Ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ ＤＣ Ｍｏｔｏｒ；Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｌｏｔ ｗｅｄｇｅ；Ｈａｌｂａｃｈ ａｒｒａｙ；Ｔｏｒｑｕｅ ｒｉｐｐｌｅ；Ｍａｘｗｅｌｌ
(完整)调速永磁同步电动机的电磁设计与磁场分析
第 1 页 共 9 页 调速永磁同步电动机的电磁设计与磁场分析
1 引言
与传统的电励磁电机相比,永磁同步电动机具有结构简单，运行稳定；功率密度大;损耗小，效率高；电机形状和尺寸灵活多变等显著优点，因此在航空航天、国防、工农业生产和日常生活等各个领域得到了越来越广泛的应用。
随着电力电子技术的迅速发展以及器件价格的不断下降，越来越多的直流电动机调速系统被由变频电源和交流电动机组成的交流调速系统所取代,变频调速永磁同步电动机也应运而生。变频调速永磁同步电动机可分为两类，一类是反电动势波形和供电电流波形都是理想矩形波（实际为梯形波）的无刷直流电动机，另一类是两种波形都是正弦波的一般意义上的永磁同步电动机。这类电机通常由变频器频率的逐步升高来起动，在转子上可以不用设置起动绕组。
本文使用Ansoft Maxwell软件中的RMxprt模块进行了一种调速永磁同步电动机的电磁设计，并对电机进行了性能和参数的计算，然后将其导入到Maxwell 2D中建立了二维有限元仿真模型,并在此模型的基础上对电机的基本特性进行了瞬态特性分析。
2 调速永磁同步电动机的电磁设计
2.1 额定数据和技术要求
调速永磁同步电动机的电磁设计主要包括主要尺寸和气隙长度的确定、定子冲片设计、定子绕组的设计、永磁体的设计等.通过改变电机的各个参数来提高永磁同步电动机的效率、功率因数cos、起动转矩stT和最大转矩maxT.本例所设计永磁同步电动机的额定数据及其性能指标如下：
额定数据 数值
额定功率 N30kwP
相数 =3m
额定线电压 N1=380VU
额定频率 =50Hzf
极对数 =3p
额定效率 N=0.94
额定功率因数 Ncos=0.95
绝缘等级 B级
计算额定数据:
(1) 额定相电压:NN13220VUU (完整)调速永磁同步电动机的电磁设计与磁场分析
永磁同步电动机的电磁设计与分析
摘要
永磁同步电动机（PMSM）是一种新型电机，永磁同步电动机具有结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高等优点，和直流电机相比，它没有直流电机的换向器和电刷等缺点。和异步电动机相比，它由于不需要无功励磁电流，因而具有效率高，功率因数高，转矩惯量大，定子电流和定子电阻损耗小等特点。
本文主要介绍永磁同步电动机（PMSM）的发展背景和前景、工作原理、发展趋势，以异步起动永磁同步电动机为例，详细介绍了永磁同步电动机的电磁设计，主要包括额定数据和技术要求，主要尺寸，永磁体计算，定转子冲片设计，绕组计算，磁路计算，参数计算，工作特性计算，起动性能计算，还列举了相应的算例。还通过Ansoft软件的Rmxprt模块对永磁同步电动机了性能分析，得出了效率、功率、转矩的特性曲线，并且分别改变了电机的三个参数，得出这些参数对电机性能的影响。又通过Ansoft软件Maxwell 2D的瞬态模块对电机进行了仿真，对电机进行了磁场分布计算，求出了电流、转矩曲线和电机的磁力线、磁通密度分布图。
关键词 永磁同步电动机；电磁设计；性能分析
The design of Permanent-Magnet
Synchronous Motor
Abstract
PMSM (Permanent-Magnet Synchronous Motor) is a new type of motor,
which has the advantages of simple structure, small volume, light weight, low
loss, high efficiency. Compared with the DC motor, it has no DC motor
commutator and brush. Compared with the asynchronous motor, because it does
