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直流无刷电机的设计技术要求与典型设计过程

对一台直流无刷电机的设计技术要求常体现在电机设计技术任务书中 。电机设计除应符合有关国家标准和行业标准外 ， 设计技术任务书常包括如下内容：
1、直流无刷电机主要技术要求
包括使用电源电压 ， 工作制 ， 连续工作下功率、转矩、转速 ， 峰值功率、峰值转矩 ， 最高转速 ， 效率 ， 振动与噪声 ， 使用环境 ， 防护等级等 。
2、与直流无刷电机设计有关的控制方面技术要求
控制类型：开环或闭环 ， 转矩(电流)控制 ， 转速控制 ， 或位量控制；控制精度和带
宽；转向或正反转；软起动 ， 制动 ， 限流；动态要求 ， 转矩转动候量比 ， 加/减速能力；故障保护等 。
电机设计工作者必须了解和结合与电机设计有关的控制方面技术要求 ， 才能够作出正确的电机设计方案择 。
一台电机设计的成败或优劣 ， 关键是对设计任务书要求的认真分析 ， 对电机设计若干要素作出正确的选择 ， 然后才是计算 。所以计算程序不是第一位的 ， 设计方案正确选择才是首要的 。
直流无刷电机设计目前用得较多的仍然是传统电磁设计方法 。电磁设计方法是电机的经典基本设计方法 ， 其中最常用的是电机主要尺寸计算法：由技术要求确定定子和转子结构 ， 由转子结构和永磁体性能确定磁负荷Bm ， 由性能要求及散热条件选择电负荷A ， 然后根据电磁负荷确定电机主要尺寸Da和L 。该方法属于经验设计 ， 需要设计者有较多的设计经验积累 ， 计算结果常需要多次调整 。
设计过程中 ， 需要进行磁路计算 ， 计算各部分磁通密度 。可以同时借助于有限元磁场分析方法 ， 用有限元方法计算电机磁场和电机参数 ， 校核电磁设计的计算结果 。这样的场路结合方法能够提高设计的精确程度 。
直流无刷电机的设计技术要求与典型设计过程
文章插图
直流无刷电机典型的设计流程：
1)分析设计任务书要求 ， 明确设计目标；
2)工作方式的选择 ， 如相数选择、导通方式、换相电路形式等；
3)电机结构形式选择：定子结构、永磁材料和转子磁路结构、传感器结构；
4)主要尺寸决定：根据电磁负荷或转矩特性要求计算电机主要尺寸Da、L；
5)极数和槽数选择 ， 定子冲片和转子磁路初步设计；
6)磁路计算或有限元分析 ， 计算确定气隙磁场参数；
7)绕组设计 ， 绕组形式选择与匝数、线规计算；
8)电磁参数计算 ， 特性计算；
9)设计复核与调整 ， 核算电流密度、电磁负荷、电机温升、性能 。
【直流无刷电机的设计技术要求与典型设计过程】

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