无刷直流电机极槽数
无刷直流电机极槽数
摘要：
一、无刷直流电机的概念与特点
二、无刷直流电机的极槽数概述
三、影响无刷直流电机极槽数的因素
四、无刷直流电机极槽数的确定方法
五、无刷直流电机极槽数的实际应用
正文：
无刷直流电机是一种采用电子换向技术取代传统机械换向的无刷电机。与有刷电机相比，无刷直流电机具有更高的效率、更长的寿命和更小的体积等优点。无刷直流电机的极槽数是一个重要的参数，它影响着电机的性能和应用范围。
无刷直流电机的极槽数是指电机定子上极对数的数量。极槽数决定了电机的转速、扭矩和功率等性能指标。通常情况下，极槽数越多，电机的转速越低，扭矩越大，功率也越高。然而，极槽数的增加会使电机的体积和重量增加，因此需要根据实际应用需求来选择合适的极槽数。
影响无刷直流电机极槽数的因素主要包括电机的功率、转速、扭矩和体积等。在确定极槽数时，需要综合考虑这些因素，以满足电机的性能要求和应用需求。
确定无刷直流电机极槽数的方法主要有以下几种：
1.经验法：根据类似电机的参数和经验数据，参考同类产品的极槽数来确
定。这种方法简单易行，但可能不够精确。
2.计算法：通过计算电机的工作电流、电压、电阻等参数，来确定极槽数。这种方法比较精确，但需要一定的电气知识。
3.实验法：通过实验测试电机的性能，根据实验数据来调整极槽数。这种方法最为精确，但成本较高。
无刷直流电机极槽数的实际应用广泛，涵盖了家电、工业自动化、电动汽车等领域。例如，在家电领域，无刷直流电机极槽数的合理选择可以使电风扇、空调等家电产品具有更高的性能和更长的寿命；在工业自动化领域，无刷直流电机极槽数的优化可以提高生产效率和产品质量；在电动汽车领域，无刷直流电机极槽数的合理设置可以提高电动汽车的续航里程和驾驶性能。
总之，无刷直流电机极槽数的选择是一个涉及电机性能、应用需求和成本等多方面因素的复杂过程。
无刷电机设计基础知识三
3 无刷直流电动机的电磁设计 3.1 基本要求和主要指标 3.1.1基本要求 (1) 运行方式 直流无刷电动机的运行方式有连续、短时和断续三种 (2) 防护形式 一般直流电动机的防护型式主要有防护式和封闭式两种。 (3) 温升 一般交流电机包括同步电机和感应电机，转子不计算铁耗，然而该类电机正常稳态运行时，定子绕组产生的2个旋转磁场转速与转子本体转速存在较大的转差，转子铁芯损耗不容忽视。不仅电磁设计时，其电磁负荷的选择应与常规电机有所区别，而且对通风冷却结构设计应予足够的重视。 (4) 效率 (5) 电动机的转速变化率 明确电机转速运行的最大区间，并应指明电机的常用转速区间，以便选择合适的电机数据，获得良好的力能指标。 3.1.2主要指标 ①额定功率P N = 100W ②额定电压U N = 270V ③额定转速n N = 1000 r/min ④定子相数m = 3 ⑤极对数p = 4 ⑥定子槽数Z = 18 3.2 主要尺寸的确定 3.2.1 定子铁心内径D a的选择
我国目前制造的直流电机，其D a 与输出功率P N 的关系曲线如下，它可以作为选定D a 的初步依据。 由于P N /n N =0.0001，从张琛的《直流无刷电动机原理及应用》中图3.1定子内径D a 与单位转速输出功率P N /n N 的关系曲线查得： cm D a 5.5~0.4=，则取cm D a 5= 3.2.2 电磁负荷的选择 电负荷A 与磁负荷B 的选择与电动机的主要尺寸直接相关。同时，A ,B 的选择与电动机的运行性能和使用寿命也密切相关，因此必须全面考虑各种因素，才正确选择A,B 的值。 (1) 线负荷A 高，磁负荷B 不变 ① 电机体积减小，节约材料 ② B 一定时，由于铁心重量减小，铁耗减小 ③ 绕组用铜量增加 ④ 增大电枢单位表面上铜耗，绕组温升增高 ⑤ 影响电机参数和电机特性: q a =ρAJ (2) 磁负荷B 高，线负荷A 不变 ① 电机体积减小，节约材料 ② 基本铁耗增大 ③ 磁路饱和程度增大 ④ 影响电机参数和电机特性 电负荷A 与磁负荷B 与定子的内径D a 有关，根据已生产的电动机的经验数据绘制成曲线。 由于D a =5cm ,由张琛的《直流无刷电动机原理及应用》中图3.2电负荷A 与定子内径D 的关系得电负荷A=75~150A/cm ,取A =90。 由于D a =5cm ，由张琛的《直流无刷电动机原理及应用》中图3.3磁负荷B 与定子内径D 的关系得磁负荷B=0.50~0.65T ,取B=0.55T 3.2.3 转子磁钢计算长度L a 的确定 先确定极弧系数δα，由经验数据得确定9.0=δα。 转子磁钢计算长度: n p k AD B L D a a ???=ηαδδ27 101.6 ,则cm L a 0.7=
判断直流无刷电机的极数
判断直流无刷电机的极数 正确的设定伺服电机的极数，对调试驱动器十分重要。在不能确定伺服电机的极数时，可用下面的方法进行判断： （1）如果使用CD系列驱动器，可以用ZERO命令（转子置零位），使能驱动器，电流从定子绕组的C端流进，从B端流出，产生一个极数与转子磁场极数一样的定子磁场，该磁场的强弱可用IZERO设定。设定IZERO＝5（电机连续电流的5％），用手缓慢的转动转子一圈，每当转子的磁极对准定子的磁极（同性或异性），便有一次停顿。如果转子转动一圈有2p次停顿，则该电机的极数为2p。 （2）如果使用没有转子置零命令的驱动器，如S600/S300，可将驱动器设置为串行电流模式。 用电流指令T ，给定一小电流，不足以使转子转动。用手缓慢的转动转子一圈，每当转子的磁极对准定子的磁极（同性或异性），便有一次停顿。如果转子转动一圈有2p次停顿，则该电机的极数为2p。 设定正确的电动机极数对驱动器的运行相当重要： （1）旋变反馈： ●旋变的极数：经R/D转换输出的PRD值是旋变的电角度ΘE,Resolver。设旋变的极对 数为p Resolver，则旋变的机械角度ΘM,Resolver＝p Resolver·ΘE,Resolver。旋变（电机转子）转一圈，对CD系列驱动器，PFB＝p Resolver·65536，对S600/S300系列驱动器， PFB＝p Resolver·1048576。 例如M41系列电机的旋变为6极，电机转一转PFB值变化3·65536。通常使用的 是两极旋变，电机转一转PFB值变化65536。 旋变的极数可以用PFB值检查：旋变（电机转子）转一圈，PFB=n·65536，n即 为旋变的极对数（n= p Resolver）。 ●电机的极数：直流无刷电机运行时的换向角是转子的电角度ΘE,Rotor，设电机的极 对数为P Rotor，电机的机械角度为ΘM,Rotor，电机的电角度（换向角）： ΘE,Rotor＝ΘM,Rotor ·p Rotor 因为转子的机械角度等于旋变的机械角度，即ΘM,Rotor＝ΘM,Rotor ΘE,Rotor＝ΘM,Resolver·p Rotor ΘE,Rotor＝ΘE,Resolver ·p Rotor / p Resolver 可以看出，如果电机和旋变的极对数设定的不正确，经R/D转换输出的ΘE, Resolver不能正确反映换向角ΘE,Rotor，换向环不能正常运行。 对两极旋变： ΘE,Rotor＝ΘE,Resolver·p Rotor （2）编码器反馈： 编码器的分辨率是用数字（位置增量）表示的电机转子一圈的机械角度。以CD系列驱动器为例，转子一圈用数字表示的机械角度为4·MENCRES： ΘM,Rotor＝4·MENCRES ΘE,Rotor＝4·MENCRES / p Rotor 可以看出，如果电机的极对数和编码器的分辨率设定的不正确，换向角ΘE,Rotor不能正确的反映转子的位置，换向环不能正常运行。 编码器的分辨率可以用PFB值检查：转子转一圈，PFB=4·MENCRES。 — 1 —
永磁直流无刷电机极对数
永磁直流无刷电机极对数 简介 永磁直流无刷电机是一种常见的电动机类型，它以永磁体作为励磁源，通过电流控制来实现转子的旋转。而极对数则是描述电机结构中极对数量的一个重要参数。本文将详细介绍永磁直流无刷电机和极对数之间的关系，并探讨其在实际应用中的意义和影响。 永磁直流无刷电机 结构和原理 永磁直流无刷电机由定子和转子组成。定子是由线圈绕制而成，通常称为绕组。而转子则由永磁体组成，可以是多枚或单枚永磁体。当绕组通以电流时，会在定子上产生一个旋转的磁场。同时，转子上的永磁体也会产生一个固定的磁场。由于这两个磁场之间存在相互作用力，使得转子开始旋转。 优势和应用领域 相比传统的直流有刷电机，永磁直流无刷电机具有以下几个优势： •高效率：由于无刷电机没有摩擦损耗和电刷接触的能量损失，其效率通常比有刷电机高。 •高功率密度：无刷电机的结构紧凑，可以在相同体积下提供更大的功率输出。•高速性能：由于无刷电机采用了先进的控制算法，可以实现更高的转速和更精确的转矩控制。 基于以上优势，永磁直流无刷电机广泛应用于工业自动化、机器人、电动汽车、风力发电等领域。 极对数 定义和计算方法 极对数是指永磁直流无刷电机中极对（即定子线圈与转子永磁体之间的组合）的数量。一般来说，极对数越多，电机的输出扭矩越大。极对数的计算方法如下： 1.首先确定定子线圈数目（一般为奇数）和转子永磁体数目。 2.将定子线圈依次编号为1、2、3…，同时将转子永磁体分为两组，并分别编 号为A组和B组。 3.根据定子线圈和转子永磁体的数目，可以计算出总的极对数。具体计算方法 为：极对数 = 定子线圈数目 / 2。
意义和影响 极对数是永磁直流无刷电机设计中一个重要的参数，它直接影响到电机的输出扭矩和性能。较大的极对数意味着更多的定子线圈和转子永磁体组合，从而可以产生更大的磁场相互作用力，提供更高的输出扭矩。因此，在需要较大输出扭矩和高效率的应用中，通常会选择具有较多极对的永磁直流无刷电机。 实际应用 电动汽车 随着电动汽车市场的快速发展，永磁直流无刷电机在电动汽车驱动系统中得到了广泛应用。在电动汽车中，需要有足够大的输出扭矩来提供加速和爬坡能力。而具有较多极对的永磁直流无刷电机可以满足这一需求，并且由于其高效率和高功率密度等特点，也能够提供更好的续航里程。 工业自动化 在工业自动化领域，永磁直流无刷电机被广泛应用于各种机械设备中，如机床、风力发电机组、泵等。这些设备通常需要较大的输出扭矩和高速性能，而具有较多极对的永磁直流无刷电机可以满足这些要求。 结论 通过本文的介绍，我们了解了永磁直流无刷电机和极对数之间的关系。永磁直流无刷电机以其高效率、高功率密度和高速性能等优势，在众多领域得到广泛应用。而极对数作为一个重要的参数，直接影响到电机的输出扭矩和性能。因此，在实际应用中，需要根据具体需求选择适合的极对数来设计和选择永磁直流无刷电机。 参考文献： 1.罗勇, 黄光华. 永磁直流无刷电动汽车驱动系统设计与开发[M]. 中国水利 水电出版社, 2019. 2.杨世雄, 肖亮, 陈军. 永磁直流无刷电动汽车驱动系统[M]. 科学出版社, 2016. 3.雷光斌. 永磁直流无刷电机设计[M]. 机械工业出版社, 2017.
无刷直流电机绕组
第三章 直流无刷电动机的绕组 第一节 概述 同其他类型电动机一样，直流无刷电动机本体也是由定子和转子两大部件构成。转子是指电动机在运行时可以转动的部分，通常由转轴、永久磁钢及磁轭等部件组成。其主要作用是在电动机的气隙内产生足够的磁感应强度，并同通电后的定子绕组相互作用产生感应电势，以驱动自身运转。定子是指电动机在运行时不动的部分，主要由硅钢冲片同分布在它们槽内的绕组以及机壳、端盖、轴承等部件组成。所谓“绕组”，是指一些按一定的规律连接起来的线圈的总和。绕组通电后，与转子磁钢所产生的磁场相互作用，产生力或感应电势驱使转子带动负载一块转动。转子磁钢转动后，其磁力线反过来又切割定子绕组，在定子绕组中产生感应电动势，反过来又影响了电动机内电动势的平衡关系。可见通电绕组和磁场之间的相互作用，是电动机内部机电能量转换的主要媒介。只有搞清电动机内磁场的分布和作用情况，才能确切地分析绕组所产生的感应电势和感生电动势的大小及方向，以便导出电动机的感应电势平衡方程和电动势平衡方程。然而离开了绕组的具体结构及联接方式，很难讲清楚电动机内机电能量转换的基本过程，对感应电动势、电路参数和电磁感应电势等基本问题，也会感到空洞或不着边际。在本章里，将结合直流无刷电动机的基本性能要求来讨论绕组结构的一些基本问题。为了简明扼要地分析有关绕组问题，首先对直流无刷电动机的磁路及气隙磁通作些必要的描述和简化。 第二节 直流无刷电动机磁场的简化 在直流无刷电动机中，主磁场一般由转子磁钢产生，通常用主磁路如图3.1所示，它通过相邻两个极的中心线，经定子和转子铁心闭合。主磁路主要由气隙、定子齿、定子轭和转子轭几部分组成。图中，U Φ为工作磁通，M Φ为永久磁钢内磁通，ΦS 为漏磁通。 图3.1电动机内部磁路 1—定子铁心2—软铁极靴3—永久磁钢
无刷直流电机极槽数
无刷直流电机极槽数 无刷直流电机极槽数是一个关键的设计参数，它对电机的性能、效率和尺寸都有重要影响。在设计和选择无刷直流电机时，了解极槽数的概念、影响因素以及如何选择合适的极槽数是非常重要的。本文将对无刷直流电机的极槽数进行深入探讨。 一、极槽数的概念 无刷直流电机的极槽数指的是电机定子上的磁极数和转子上的槽数之间的配合关系。其中，磁极数是定子绕组产生的磁场的极对数，槽数则是转子铁芯上的槽的数量。极槽数的配合关系决定了电机的电磁性能，如反电动势波形、转矩波动等。 二、极槽数的影响因素 1.反电动势波形：极槽数的配合关系会影响电机的反电动 势波形。合适的极槽数可以使反电动势波形更接近正弦波，降低谐波含量，提高电机的运行效率。 2.转矩波动：极槽数的选择也会影响电机的转矩波动。合 适的极槽数可以减小转矩波动，提高电机的运行平稳性。 3.噪音和振动：不合适的极槽数可能导致电机运行时产生 较大的噪音和振动。通过选择合适的极槽数，可以降低噪音和振动，提高电机的舒适性。
4.电机尺寸和成本：极槽数的选择也会影响电机的尺寸和 成本。一般来说，极槽数越多，电机尺寸越大，成本也越高。 因此，在选择极槽数时需要权衡性能、尺寸和成本等因素。 三、如何选择合适的极槽数 选择合适的极槽数需要考虑电机的具体应用场景和需求。以下是一些建议： 1.对于要求高效率、低噪音和低振动的应用，可以选择较 多的极槽数，以获得更接近正弦波的反电动势波形和更小的转矩波动。 2.对于要求小尺寸和低成本的应用，可以选择较少的极槽 数，以减小电机尺寸和降低成本。但需要注意的是，过少的极槽数可能导致反电动势波形谐波含量较高，转矩波动较大，噪音和振动也可能增加。 3.在某些特定应用场景中，如电动汽车、无人机等，可能 需要根据电机的具体结构和控制系统的要求进行极槽数的选择。这些应用场景通常对电机的性能有较高的要求，因此需要进行详细的电磁设计和优化。 综上所述，无刷直流电机的极槽数是一个关键的设计参数，它影响着电机的性能、效率和尺寸。在选择合适的极槽数时，需要综合考虑电机的应用场景、性能需求、尺寸限制和成本
永磁无刷直流电机与永磁同步电机区比较和分析
用的材料大体都一样,主要是设计上的不同.一般无刷直流电机设计的时候,气隙磁场是方波的(梯形波)而且平顶的部分越平越好,因此在极对数选择上一般选取整数槽集中绕组例如4极12槽,并且磁钢一般是同心的扇形环,径向冲磁. 并且一般装Hall传感器来检测位置和速度,驱动方式一般是六步方波驱动,用于位置要求不是很高的场合; 而永磁同步是正弦波气隙, 越正弦越好,因此极对数上选择分数槽绕组,如4极15槽,10极12槽等,磁钢一般是面包形,平行充磁, 传感器一般配置增量型编码器,旋转变压器,绝对编码器等.驱动i方式一般采用正弦波驱动,如FOC算法等.用于伺服场合. 你可以从内部结构, 传感器, 驱动器,以及应用场合判别.这种电机也可以互换使用,不过会使性能下降.对于大多数气隙波形介于两者之间永磁电机,主要看驱动方式. 无刷直流电机通常情况下转子磁极采用瓦型磁钢，经过磁路设计，可以获得梯形波的气隙磁密，定子绕组多采用集中整距绕组，因此感应反电动势也是梯形波的。无刷直流电机的控制需要位置信息反馈，必须有位置传感器或是采用无位置传感器估计技术，构成自控式的调速系统。控制时各相电流也尽量控制成方波，逆变器输出电压按照有刷直流电机PWM的方法进行控制即可。本质上，无刷直流电动机也是一种永磁同步电动机，调速实际也属于变压变频调速范畴。 通常说的永磁同步电动机具有定子三相分布绕组和永磁转子，在磁路结构和绕组分布上保证感应电动势波形为正弦，外加的定子电压和电流也应为正弦波，一般靠交流变压变频器提供。永磁同步电机控制系统常采用自控式，也需要位置反馈信息，可以采用矢量控制（磁场定向控制）或直接转矩控制的先进控制策略。 两者区别可以认为是方波和正弦波控制导致的设计理念不同。 最后纠正一个概念，“直流变频”实际上是交流变频，只不过控制对象通常称之为“无刷直流电机” 我的理解中，应该说BLDC和PMSM的差别真的难说，有时候取决于应用了。 传统的说法是他们的反电动势不同，BLDC接近于方波，PMSM接近于正弦波。 控制上来说BLDC一般使用6节拍的方波驱动，控制方波的相位和倒通时间，PMSM采用FOC。 性能上来说BLDC的输出功率密度会大点，因为BLDC的转矩充分利用了谐波，也因此BLDC的谐波会严重点
永磁无刷直流电机的设计
永磁无刷直流电机的设计 摘要：永磁无刷直流电机是一种新型电机，其特点是不需要传统的机械电刷，因此在家用电器等领域得到广泛运用。其简单结构、高可靠性和高效率使其备受青睐。 关键词：永磁无刷直流电机；设计 虽然其工作原理与传统的电磁式直流电机相似，但借助高性能的永磁材料和电子控制技术，这种电机在单位体积内能提供较高的转矩，同时转矩惯性比较小，启动时的转矩也很大，此外，其调速特性也相当优越。因此，在家用电器领域，永磁无刷直流电机得以广泛应用。 1.永磁无刷直流电机的主要特点和应用 1.1永磁无刷直流电机的主要特点 (1) 由于无电火花和磨损问题，永磁无刷直流电机拥有卓越的工作寿命和高度可靠性。 (2) 其低转动惯量和高转矩惯量比使其具有出色的响应速度。 (3) 通过永磁体产生的气隙磁场，使得电机的效率和功率因数保持在高水平，且发热主要分布在定子上，便于热量散发。 (4) 虽然与有刷直流电机相比略微成本较高，但与异步电机相比，其控制性能卓越。 1.2永磁无刷直流电机的主要应用 目前，不断扩大的市场需求迅速推动了永磁无刷直流电机的蓬勃发展。自上世纪90年代起，随着科技的不断进步，永磁材料的性能得到了显著提升。尤其以钕铁硼等第三代永磁材料为代表，不仅在耐腐蚀性方面有了巨大突破，其在高温环境下的稳定性也得到了
显著提升，同时生产成本也在逐步降低。许多高校和制造单位都在永磁无刷直流电机的研发中投入了大量资源，为其发展注入了新的活力。永磁无刷直流电机的功率范围广泛，从毫瓦级到数十千瓦级不等，为用户提供了多样的选择。 2.无刷直流电机的结构及工作原理 2.1无刷直流电机的基本结构 无刷直流电机的基本组成结构包括电机本体、转子位置传感器和电子换相电路，具体如图2.1所示。 图2.1永磁无刷直流电机系统的组成结构示意图 无刷直流电机的结构类似于永磁同步电机，其核心部分是电机本体，是实现机电能量转换的核心。因此，其设计在确保整个系统可靠运行方面具有关键性作用。为了代替传统的机械换相，位置传感器用来监测转子磁极的位置。传感器输出的位置信号会经过逻辑单元处理，产生相应的开关信号。这些开关信号触发驱动控制电路中的功率开关元件，将直流电能转化为机械能，从而产生输出转矩，实现电机的可靠运行。 2.2无刷直流电机的工作原理
无感无刷电机基础
无感无刷直流电机 基础原理 作者永夜极光技术探讨QQ542255641
前言 1.本文主要讲解无感无刷直流电机的基础原理部分，后续深入理解强烈推荐<<无感无刷电调设计全攻略>> 2. 如果发现我哪些内容讲错了，请加QQ不吝指正。 永夜极光 2017年 2 月
1. 无刷直流电机基础知识 1.1 三个基本定则 搞电调不是设计电机,不要被无刷电机教材的磁路、磁导率、去磁曲线等术语吓倒，那些东西对搞电调的人来说，意义不大。对入门开发者来说，只需要记牢三个基本定则：左手定则，右手定则，右手螺旋定则。 1.1.1 左手定则--通电导体在磁场中受到力的作用 导体受力方向 1.伸开左手，使大拇指和其余四指垂直 2.把手心面向 N 极，四指顺着电流的方向，那么大拇指所指方 向就是导体受力方向。 力的大小:F = BILsinθ B为磁感应强度（单位 T） I为电流大小（单位 A） L 为导体有效长度（单位 m） F 为力的大小（单位 N），θ为： B 和I 的夹角。 1.1. 2. 右手定则--导体切割磁感线,产生感应电动势 电动势大小：E = vBLsinθ v 为导体的运动速度（单位m/s） B 为磁感应强度（单位 T） L 为导体长度（单位m） θ为B和L的夹角。
1.1.3.右手螺旋定则--通电螺线管能够产生磁场 磁场方向 1.右手握住通电螺线管 2.使四指弯曲与电流方向一致 3.大拇指所指的那一端就是通电螺旋管的 N 极。 1.1.4.磁铁静止时的指向 静止时,条形磁铁方向与磁场方向相同
1.2电机基本概念 电动机: 电动机也叫马达,电动机是将电能转换成机 械能的部件。 转子: 电动机工作时转动的部分。 定子: 电动机工作时不转动的部分。 内转子电机:转子在定子内部 外转子电机:转子在定子外部 绕组: 绕组就是定子或者转子上的线圈，通电后就会形成一定 的磁场，从而推动转子旋转 磁极结构:后文的磁极只标明了表面的磁极,省略了不起作用的磁极 极数: N极,S级的总数,右图电机有6极 极对数: 一个南极(S极) ，一个北极(N极) ，算一对磁极极对数=级数÷2,右图电机有3极对 机械角度: 就是数学中的“空间几何角度”，恒等于360度。 电角度: 磁场每转过一对磁极,导体的电动势变化一个周期,定义一个周期为360°电角度。 电角度=机械角度*极对数 若电机有K对极,那么整个定子内圆有K*360°电角度,右图电机有4对极,因此一圈是360°机械角度,1440°电角度
无刷直流电机极槽数
无刷直流电机极槽数 无刷直流电机（Brushless DC Motor，简称BLDCM）是一种典型的直流电机，与有刷直流电机相比，它具有更高的效率、更低的噪音和更长的使用寿命。在无刷直流电机中，极槽数是一个重要的参数，它对电机的性能和应用场景有着显著的影响。 一、无刷直流电机的基本概念 无刷直流电机是一种采用电子换向器来实现电机旋转的直流电机。它主要由定子、转子、电刷和控制器等部分组成。与有刷电机相比，无刷电机去掉了电刷和换向器，从而降低了噪音和电磁干扰，提高了电机的可靠性和使用寿命。 二、极槽数的作用和影响 1.极槽数与电机转矩的关系：极槽数越多，电机的转矩越大，输出功率也越高。因此，在需要大转矩和大功率的场合，应选择极槽数较多的无刷直流电机。 2.极槽数与电机速度的关系：极槽数越多，电机的转速越低。这是因为无刷直流电机的转速与极槽数成反比。所以在需要高转速的场合，应选择极槽数较少的无刷直流电机。 3.极槽数与电机尺寸的关系：极槽数越多，电机的尺寸越大。这是因为增加极槽数需要更多的线圈和磁钢，从而使电机体积增大。 三、无刷直流电机的极槽数选择 1.根据应用场景选择：根据实际应用需求，结合极槽数与电机性能的关
系，选择合适的极槽数。例如，在需要大转矩和大功率的场合，可选择极槽数较多的无刷直流电机。 2.根据转速要求选择：根据电机的工作转速要求，选择合适的极槽数。高转速场合可选择极槽数较少的无刷直流电机，低转速场合可选择极槽数较多的无刷直流电机。 3.结合电机尺寸选择：在满足性能要求的前提下，考虑电机的尺寸和重量。对于空间限制较小的场合，可选择极槽数较少的无刷直流电机；对于空间较大的场合，可选择极槽数较多的无刷直流电机。 四、总结 无刷直流电机的极槽数是一个关键的性能参数，它对电机的转矩、速度和尺寸等方面有着显著的影响。在选择无刷直流电机时，应结合应用场景、转速要求和电机尺寸等因素，选择合适的极槽数。
基于Ansoft外转子无刷直流电机设计
《基于Ansoft外转子无刷直流电机设计》 方案，并对其进行有限元分析，得出外转子无刷直流电机结构参数与电机性能之间的关系。 1 电机主要参数确定 因外转子电机普遍为分数槽结构，本文选择电机齿槽数为Z=36，Z/p=12/7，则极对数 p=21，极距[τ]随之确定。电机选用梯形槽结构，齿槽数确定为Z=36，则可以得到电机齿距 与电机齿距角，由槽参数可得齿高与槽面积，齿宽也可近似求得[1]。转子与定子间通过气隙 隔开，确定气隙长度、磁钢厚度与机壳厚度，则可求得永磁体内径、永磁体外径以及机壳外径。 2 Ansoft Maxwell有限元 Ansoft Maxwell能从有限元分析角度分析二维和三维电磁场具体情况，通过分析模型的建立 与网格划分，边界条件与激励条件的设定，能方便快捷地实现电机模型的仿真计算，在后处理中，也能清晰得出电机性能参数以及各参数之间的关系[2]。 经过上述参数计算，可以应用Ansoft RMxprt对电机参数进行初步校验。电机性能受电机结 构参数的影响巨大。外转子无刷直流电机中结构参数众多，永磁体磁化方向长度、气隙长度、极弧系数等对电机性能的影响都不可忽略。外转子无刷直流电机永磁体的磁化方向长度对电机气隙磁密、负载反电动势的性能影响较大。研究永磁体磁化方向长度对电机各性能的影响，有助于充分利用永磁材料。气隙长度是电机设计中的一个重要参数，在普通电机设计中一般有经验公式或者结合生产实际给出气隙长度，但在永磁电机中，由于永磁体代替转子绕组后，磁路结构负载、气隙长度难以准确给出。因此，需要在进一步的优化设计中研究电机气隙长度对其他性能参数的影响，以确定电机气隙长度的最优值[3]。极弧系数是电机电路、磁路中一个重 要的参数，特别对于外转子无刷直流电机，该参数涉及永磁材料的使用，以及反电势顶部宽度的大小，影响电机换相的性能[4]。转子无刷直流电机2D建模如图1所示，有36槽42极。 由图2和图3可以看出，所设计电机在局部未达到磁路最优，有一定磁路溢出，造成磁通饱和，分析认为定子绕组漏磁通是主要成因;而磁极间的漏磁又造成气隙磁通局部饱和以及转子 轭部局部磁饱和，在实际制造过程中可减小极弧系数或者加入相应隔磁介[5]。定子相电流如 图4所示。 3 结语
十二槽十极三相直流无刷电机及其定子的绕线方法
（19）中华人民共和国国家知识产权局 （12）发明专利申请 （10）申请公布号 CN102780337A （43）申请公布日 2012.11.14（21）申请号CN201210239926.7 （22）申请日2012.07.11 （71）申请人上海航天汽车机电股份有限公司 地址201206 上海市浦东新区榕桥路661号 （72）发明人刘小波 （74）专利代理机构上海光华专利事务所 代理人李仪萍 （51）Int.CI H02K15/085; H02K29/00; H02K1/14; H02K1/16; 权利要求说明书说明书幅图 （54）发明名称 十二槽十极三相直流无刷电机及其定子的绕线方法 （57）摘要 本发明提供一种十二槽十极三相直流无刷 电机及其定子的绕线方法，所述方法为提供十二 个齿槽定子及十磁极转子，使定子齿槽的末端弧 面与磁极内表面弧面共圆心；再提供三相线圈绕 组，然后，自一绕线始点起始，朝顺时针方向在
与该绕线始点对应的一个齿槽上缠一相绕线圈中 的一段绕线，缠绕多圈之后引至第后五的齿槽上 再缠绕多圈，并在与该绕线始点对应的绕线终点 终止；然后，再依该绕线终点起始，朝顺时针方 向在第后六的齿槽上缠绕该线圈中的另一段绕 线，缠绕多圈之后引至第后十一的齿槽上再缠绕 多圈后，于该绕线始点终止；最后依据上述方式 缠绕另外两相线圈，如此可避免反方向绕制的现 象，也降低了对绕线设备的要求，使绕线设备制 造简便。 法律状态 法律状态公告日法律状态信息法律状态 2012-11-14公开公开 2016-03-02发明专利申请公布后的视为撤 回 发明专利申请公布后的视为撤 回
无刷电机基础知识
一、无刷直流电机基本概念 无刷直流电机是随着半导体电子技术发展而出现的新型机电一体化电机，它是现代电子技术（包括电子电力、微电子技术）、控制理论和电机技术相结合的产物。 和普通的有刷直流电机利用电枢绕组旋转换向不同，无刷电机是利用电子换向并磁钢旋转的电机。普通的直流电机是利用碳刷进行换向的，碳刷换向存在很大的缺点，主要包括1、机械换向产生的火花引起换向器和电刷摩擦、电磁干扰、噪声大、寿命短。2、结构复杂、可靠性差、故障多，需要经常维护。3、由于换向器存在，限制了转子惯量的进一步下降，影响了动态性能。 而无刷直流电机的命名就说明了电机的特性：在电机性能上和直流电机性能相近，同时电机没有碳刷。无刷电机是通过电子换向达到电机连续运转目的的。 无刷电机的换向模式分为方波和正弦波驱动，就其位置传感器和控制电路来说，方波驱动相对简单、价廉而得到广泛利用。目前，绝大多数无刷电机采用方波驱动，目前市场上的模型电机全部是方波驱动。 二、无刷电机的技术优势及劣势 无刷电机的技术优势： 1、良好的可控性、宽调速范围。 2、较高的可靠性、工作寿命长、无需经常维护。 3、功率因数高、工作效率高、功率密度大。 同样的，无刷直流电机也存在一定的技术劣势 1、需要电子控制器才能工作，增加了技术复杂性和成本、降低了可靠性。 2、转子永磁材料限制了电机使用环境，不适用于高温环境。 3、有明显的转矩波动，限制了电机在高性能伺服系统、低速度纹波系统的应用。 三、无刷电机基本参数 命名：外转子电机的命名原则，各个厂家有所不同，有以电机定子的直径高度来命名，也有以电机的直径高度来命名，我司的电机都是以电机定子的直径与高度来命名。例如2212电机，指的是该电机定子直径22MM，高度12MM。 定子直径：硅钢片定子的直径 定子高度（厚度）：硅钢片定子的高度 铁芯极数（槽数）：定子硅钢片的槽数量 磁钢极数（极数）：转子上磁钢的数量 匝数（T）：电机定子槽上面所绕漆包线的圈数，注意，常规匝数指的是相邻2个槽所绕线圈数量的和，即一个槽绕8圈，另外一个也是8圈，就是16T。 KV值：电机的运转速度，越大电机转速越大。电机转速=KV值*工作电压。 空载电流：指定电压下，电机无任何负载的工作电流 相电阻：电机连接完毕后，2个接点之间的电阻值 最大持续电流：该电机运转的最大安全电流 最大持续功率：该电机运转的最大安全功率功率=电压*电流 电机重量：电机的重量 轴径：转轴的直径 四、无刷直流电机的几个重要参数解析 1、额定电压 无刷电机适合的工作电压，其实无刷电机适合的工作电压非常广，额定电压是指定了负载条件而得出的情况。例如说，2212-850KV电机指定了1045螺旋桨的负载，其额定工作电压
八极九槽无刷直流电动机
八极九槽无刷直流电动机 五邑大学本科毕业设计 第1章绪论 1.1课题背景和选题意义 低速大转矩电动机淘汰了笨重的减速机构，避免了减速机构带来的结构复杂、转动惯 量大、效率降低、噪声增加、润滑油泄露、传动间隙、磨损维护频繁等各种不利影响。因 此这类直接驱动电动机作为传统电动机加减速器系统的替代产品得到了很大的重视，并己 得到一定程度的应用. 在各种各样的轻易驱动电机中，与其它类型低速小转矩轻易驱动较之，轻易驱动永磁 无刷电机具备更高的功率密度和转矩密度，具备更高的运转效率，因此极具应用领域前景。低速小转矩永磁无刷电机尽管在结构和原理上等同于传统的高速永磁无刷电机，但随着现 代科技的发展，人们对其性能建议出现了非常大变化，例如对转矩脉动建议严苛，同时为 适应环境目前的节能环保小背景，对其效率指标也明确提出了代莱建议。其次，由于该种 电机体积很大，电机的有效率材料消耗量小，如何提升该种电机的有效率材料利用率就是 该种电机研制开发的一个关键课题。 过去，永磁无刷电机大多采用整数槽绕组的设计，近年分数槽绕组技术在无刷直流电 动机上应用日益广泛，而且具有自己的一些特点。与整数槽相比，无刷电机采用分数槽特 别是采用每极每相槽数小于1的分数槽绕组甚至分数槽集中绕组有如下好处： 1）在电机设计时，电机的齿部磁密应当尽可能光滑，这样才可以充分利用电机的有 效率材料，充分利用电机的有效率空间 2)平均每极下槽数减少，以较少数目的大槽代替较多数目的小槽，有利于槽满率的提高、线圈周长和绕组端部缩短，使电动机绕组较少、铜损降低，进而提高电动机的效率、 降低温升、降低时间常数、提高快速性、增加功率密度等。 3)减少绕组的短距和原产效应，提升电动势波形的正弦性。每极每相槽数 4)由于分数槽电机齿槽转矩频率较高，齿槽效应转矩幅值通常比整数槽绕组小，有利 于降低振动和噪声 5)分数槽绕组电机有可能获得线圈节距了=1的设计(分散绕组)。每个线圈只拖在一个齿上，延长了线圈周长和绕组端部张开长度，降低用铜量;各个线圈端部没重合，不必设 立相间绝缘。
(整理)有槽无刷直流电动机设计流程
有槽无刷直流电动机设计流程 一. 主要技术指标的输入 额定电压N U 、额定转速N n 、额定功率N P 、预取效率η'、工作状态、设计方式。 其中工作方式有短期运行和长期运行两个选项，设计方式有按方波设计和按正弦波设计两种方式。 二． 主要尺寸的确定 计算功率i P ' 长期运行 N i P P ⨯'' += 'ηη321 短期运行 N i P P ⨯'' +='η η431 预取值的输入 预取线负荷s A ' 预取气隙磁密δB ' 预取计算极弧系数i α 预取长径比λ′（L/D ） 计算电枢内径 3 11.6N s i i i n B A P D λαδ '''' =' 根据计算电枢内径取电枢内径值1i D 极对数p 计算电枢铁芯长 1i D L λ'=' 根据计算电枢铁芯长取电枢铁芯长L 实际长径比 D L = λ 输入永磁体轴向长m L 、转子铁芯轴向长Lj1 极距 p D i 21 πτ= 输入电枢外径1D 以及气隙宽度(包含紧圈)δ的值 三．定子结构 齿数 Z 齿距 z D t i 1 π= 槽形选择 共七种，分别如下表。
预估齿宽: Fe t t K B tB b δ = (t B 可由设计者经验得) 预估轭高: 1 1122j Fe i Fe j j B K B a K lB h δ δτ≈Φ= (1j B 可由设计者经验得) 齿高t h 电枢轭高t i j h D D h --= 2 1 11 气隙系数 2 01 0101)5()5(b b t b t K -++= δδδ 电枢铁心轭部沿磁路计算长度 1111)2 1(2) 2(j i j t i i h p h h D L +- ⨯++= απ 电枢铁芯材料确定(从数据库中读取) 电枢冲片材料 电枢冲片叠片系数1Fe K 电枢冲片材料密度1j ρ 电枢冲片比损耗)50/10(s p 电枢铁损工艺系数a K 开口梯形槽1 开口口半梨形槽2 图 形 结 参 构 数 槽口宽01b 槽口深01h 槽肩宽1x b 槽肩深1x h 槽底宽1d b 槽身深1s h 槽口宽01b 槽口深01h 槽肩圆弧直径1x b 槽底宽1d b 槽 深1s h 净 2 1 1118 sin 2x s x d s b a a h b b S +-+⨯+= π