各电机设计软件对比电磁场软件对比优势

Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998

Infolytica软件与同类软件的区别 Infolytica与Ansys、Ansoft、Flux软件对比如下：

●这里主要介绍下Infolytica与Ansoft、Flux对比中的优势：

?建模方面：Infolytica应用于任何二维、三维结构建模，可导入、导出其

他格式，如SAT、Pro/E、Catia、STEP、IGES、Investor等，模型识别能力较强。Ansoft Maxwell、Flux模型识别能力方面不好，导出的cad模型dxf图纸不能直接标注。

?剖分功能：Infolytica具有网格自适应剖分功能和求解阶次自适应功能，

具备市场唯一的二维1~4阶和三维1~3阶求解能力，可以在保证精度的情况下，快速求解2D/3D问题。而Ansoft网格剖分技术只适合于低端或二维领域，也只有在二维领域才能跟Infolytica相提并论，在处理三维大型复杂问题时则明显不足。

?3D电磁分析中：速度和精度上Infolytica软件高于Ansoft和Flux软件。

?二次开发方面：Infolytica具有丰富的脚本和操作过程详细而简洁的函数

记录，非常方便使用者二次开发。而Ansoft、Flux 操作记录非常复杂, 给二次开发带来困难。Ansoft通过宏来实现，对用户的编程能力要求太高。

?不同之处：Infolytica具有市场上唯一支持六自由度和多运动部件瞬态运

动求解器，而Ansoft、Flux不具备这两种功能。

?多参数和多目标优化：Infolytica强大的参数化功能，结合优化模块

OptiNet可以进行多参数和多目标的优化，Flux这个功能较好，Ansoft有这个功能，但没有温度功能，更不能对磁热耦合结果进行优化。

?全球5大领先优势：磁场MagNet和电场ElecNet的耦合，应用粒子加速、

CRT电子轨迹和电弧研究；磁场MagNet和温度场ThermNet双向耦合分析；

电场ElecNet和温度场ThermNet双向耦合分析；优化模块OptiNet可以优化磁场MagNet 和温度场ThermNet耦合结果、电场ElecNet和温度场ThermNet耦合结果；电磁场的六自由度、多运动体的独家分析能力。

一：计算的全面性

某国外做的电磁软件计算的对比，其数据对比见下表：

从上表中可以看出，对于线圈的焦耳损耗（Joule losses）、线圈电阻值(Resistance)，Ansoft(MAXWELL)、Flux两款软件均不能提供，而Infolytica的MAGENET是计算最全面的。

二、计算的准确性

在ABB的瑞士研发中心发表的上述文档中论及：非常少的电磁软件，能提供h自适应、P自适应、hp混合适应网格来提高求解精度，而Infolytica就是这非常少的优秀软件之一。

三、计算的速度

在ABB的上述文档中，列出了Infolytica与其它软件计算速度的对比，对于同一款电气产品的电磁仿真，Infolytica软件计算时间为13min，而其它软件需要30分钟51秒，甚至1小时1分钟41秒，如下表所示，可见Infolytica软件的计算速度远远领先于其它软件。

(各电机设计软件对比)电磁场软件对比优势

Infolytica软件与同类软件的区别 Infolytica与Ansys、Ansoft、Flux软件对比如下：

●这里主要介绍下Infolytica与Ansoft、Flux对比中的优势： ?建模方面：Infolytica应用于任何二维、三维结构建模，可导入、导出其他格式，如SA T、Pro/E、Catia、STEP、IGES、Investor等，模型识别能力较强。 Ansoft Maxwell、Flux模型识别能力方面不好，导出的cad模型dxf图纸不能直接标注。 ?剖分功能：Infolytica具有网格自适应剖分功能和求解阶次自适应功能，具备市场唯一的二维1~4阶和三维1~3阶求解能力，可以在保证精度的情况下，快速求解2D/3D问题。而Ansoft网格剖分技术只适合于低端或二维领域，也只有在二维领域才能跟Infolytica相提并论，在处理三维大型复杂问题时则明显不足。 ?3D电磁分析中：速度和精度上Infolytica软件高于Ansoft和Flux软件。 ?二次开发方面：Infolytica具有丰富的脚本和操作过程详细而简洁的函数记录，非常方便使用者二次开发。而Ansoft、Flux 操作记录非常复杂, 给二次开发带来困难。Ansoft通过宏来实现，对用户的编程能力要求太高。 ?不同之处：Infolytica具有市场上唯一支持六自由度和多运动部件瞬态运动求解器，而Ansoft、Flux不具备这两种功能。 ?多参数和多目标优化：Infolytica强大的参数化功能，结合优化模块OptiNet 可以进行多参数和多目标的优化，Flux这个功能较好，Ansoft有这个功能，但没有温度功能，更不能对磁热耦合结果进行优化。 ?全球5大领先优势：磁场MagNet和电场ElecNet的耦合，应用粒子加速、 CRT电子轨迹和电弧研究；磁场MagNet和温度场ThermNet双向耦合分析；电场ElecNet和温度场ThermNet双向耦合分析；优化模块OptiNet可以优化磁场MagNet 和温度场ThermNet耦合结果、电场ElecNet和温度场ThermNet 耦合结果；电磁场的六自由度、多运动体的独家分析能力。

电气工程及其自动化专业毕业论文参考题目

电气工程及其自动化专业毕业论文参考题目 1.无刷双馈电机的功率因数控制 2.基于Matlab的无刷双馈电机建模与仿真 3.复合励磁同步发电机励磁控制系统 4.新型混合型有源电力滤波器的研究 5.TCR型SVC控制系统 6.某电厂卸船机供电系统滤波器设计 7.复合励磁稀土永磁同步发电机的研究 8.稀土永磁直流无刷电机设计研究 9.盘式永磁同步发电机在风力发电中的开发与应用 10.基于DSP的交流不间断电源的研究 11.基于DSP的无刷直流电机控制系统研究 12.基于DSP的异步电动机直接转矩控制系统的研究 13.平衡变压器的优化设计 14.某型号电力变压器的电磁场分析 15.基于DSP的有源电力滤波器的设计 16.基于DSP的混合电力滤波器的设计 17.低噪声电机设计 18.永磁同步电动机数字化调速系统的研究 19.并联混合型有源电力滤波器的设计 20.超高压远距离输电线路的无功补偿 21.配电网高压无功调节装置的设计与优化

22.磁阀式可控电抗器的设计 23.变频空调系统的电气设计 24.三相感应电动机调速系统的建模与仿真 25.复合励磁多相同步调速电动机的研究与设计 26.变压器型可控电抗器的设计 27.静止无功补偿器的模型与分析 28.交流异步电力测功机系统的仿真分析 29.直驱型风力发电系统中机侧变流器的设计与仿真 30.直驱型风力发系统电网侧变流器的设计与仿真 31.调磁路式可控电抗器的仿真 32.调电路式可控电抗器的设计与仿真 33.变速恒频双馈风力发电系统的设计与仿真 34.大型风力发电机组变桨控制器的一种新型直流电源系统 35.兆瓦级风力发电电伺服独立变桨控制系统的设计 36.一种新型直驱型风力发电系统电池管理装置的设计 37.无刷交流励磁机电磁计算程序研究 38.2.5MW永磁风力发电机的机械计算 39.兆瓦级风力发电机组变桨控制算法的研究 40.某幢办公楼的电气部分设计 41.某柴油机厂配电变电所电气系统设计 42.电机学实践教学改革探讨 43.太阳能光伏技术与应用

电机减速器的选型计算实例

电机减速器的选型计算实例集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

电机减速机的选型计算1参数要求配重300kg，副屏重量为500kg，初选链轮的分度圆直径为164.09mm，链轮齿数为27，（详见misimi手册P1145。副屏移动的最大速度为0.5m/s,加速时间为1s。根据移动屏实际的受力状况，将模型简化为：物体在竖直方向上受到的合力为：其中：所以：合力产生的力矩：其中：r为链轮的半径链轮的转速为： 2减速机的选型速比的确定：初选电机的额定转速为3000r/min 初选减速器的速比为50，减速器的输出扭矩由上面计算可知：193.6262Nm 3电机的选型传动方式为电机—减速机—齿轮-链轮-链条传动，将每一级的效率初定位为0.9，则电机的扭矩为：初选电机为松下，3000r/min，额定扭矩为：9.55Nm，功率3kw转子转动惯量为 7.85X10-4kgm2带制动器编码器，减速器为台湾行星减速器，速比为50，额定扭矩为650NM 4惯量匹配负载的转动惯量为：

转换到电机轴的转动惯量为：惯量比为：电机选型手册要求惯量比小于15，故所选电机减速器满足要求减速机扭矩计算方法：速比=电机输出转数÷减速机输出 ("速比"也称"传动比")知道电机功率和速比及，求减速机扭矩如下公式：减速机扭矩=9550×电机功率÷电机功率输入转数×速比×使用系数知道扭矩和减速机输出转数及使用系数，求减速机所需配电机功率如下公式：电机功率=扭矩÷9550×电机功率输入转数÷速比÷使用系数

无刷直流电机软件的设计

4.3 控制器软件设计软件设计是控制系统最重要的一个组成部分，软件设计的好坏直接关系着整个控制系统性能的优良，控制系统的软件设计一定要具备实时性、可靠性和易维护性，对此，选择一款简单、方便的开发环境对于系统软件的整体优化以及提高整个系统的开发效率有很大的影响。目前支持STM 32系列控制芯片且应用比较广泛的主要有IAR EWARM和KEIL MDK这两个集成开发环境，本文采用的开发环境是KEIL MDK，它是ARM 公司推出的嵌入式微控制器开发软件，集成了业界领先的Vision 4开发平台，具有良好的性能，是ARM开发工具中的最好的选择，适合于不同层次的开发人员使用，尤其是它与我们经常使用的51单片机开发环境Keil C51的整体布局和使用方法类似，只有一些地方不同，操作起来比较熟练，很容易上手，极大的减小了开发人员的使用难度，缩短了开发周期，提高了开发效率，因此这款KEIL MDK得到了很多人的认可。 STM 32的软件开发主要开发方式有2种，就是基于寄存器的开发和基于库函数的开发，其中基于寄存器的开发方式就更51单片机的开发差不多，它是通过直接操作芯片内部的各个寄存器来达到控制芯片的目地，这种方式较直观，程序运行占用的资源少，但对于STM 32这种寄存器数目非常多的芯片来说，采用寄存器的开发方式会减慢开发速度，还让程序可读性降低。而基于库函数的开发方式则是对寄存器的封装，它向下处理与寄存器直接相关的配置，向上为用户提供配置寄存器的接口，这种方式大大降低了使用STM 32的条件，不仅提高了开发效率，而且程序还具有很好的可读性和移植性，因此本文采用的是基于库函数的开发方式，编程语言全采用 C 语言。

调速永磁同步电动机的电磁设计与磁场分析

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η、功率因数cos ?、起动转矩st T 和最大转矩max T 。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 N 30kw P = 相数 =3m 额定线电压 N1=380V U 额定频率 =50Hz f 极对数 =3p 额定效率 N =0.94η 额定功率因数 N cos =0.95? 绝缘等级 B 级计算额定数据：

超声波电动机解析

微特电机课程论文超声波电动机学院: 专业班级：学号：姓名：指导教师：日期：

摘要：超声波电机是一个机电耦合系统，涉及到振动学、摩擦学、材料学、电力电子技术、自动控制技术和实验技术等。超声波电动机利用压电材料的逆压电特性，激发电机定子的机械振动，通过定转子之间的摩擦力，将电能转换为机械能输出，驱动转子的定向运动。与传统电机相比，它具有体积小、低速大转矩、反应速度快、不受磁场影响、保持力矩大等优点，是一项跨学科的高新技术。近几年来超声波电动机已成为国内外在微型电机方面的研究热点。超声波电机（Ultrasonic Motor，简称USM）是20世纪80年代中期发展起来的一种全新概念的新型驱动装置。超声波电机是利用压电陶瓷的逆压电效应——在交变电场作用下，陶瓷会产生伸缩的现象——直接将电能转变成机械能，这种电机的工作频率一般在20kHz以上，故称为压电超声波电机。超声波电动机的不同命名：如振动电动机(Vibration Motor)、压电电动机(Piezoelectric Motor)、表面波电动机(Surface Wave Motor)、压电超声波电动机(Piezoelectric Ultrasonic Motor)、超声波压电驱动器/执行器(Ultrasonic piezoelectric actuator)等等。关键字：超声波电机、逆压电效应、机械振动、高新技术。 0引言超声波电动机的概念出现于1948年，英国的Williams和Brown申请了“压电电动机(Piezoelectric Motor)”的专利，提出了将振动能作为驱动力的设想，然而由于当时理论与技术的局限，有效的驱动装置未能得以实现。1961年，Bulova Watch Ltd．公司首次利用弹性体振动来驱动钟表齿轮，工作频率为360Hz，这种钟表走时准确，每月的误差只有一分钟，打破了那个时代的纪录，引起了轰动。前苏联学者V. V. Lavrinenko 于1964年设计了第一台压电旋转电机，此后前苏联在超声波电机研究领域一度处于世界领先水平，如设计了用于微型机器人的有2 或3 个自由度的超声波电机、人工超声肌肉及超声步进电机等。不过，由于语言等方面的原因, 前苏联的一些重要研究成果并未被西方科学界所充分了解。1969 年，英国Salfod 大学的两名教授介绍了一种伺服压电电机，这种电机采用二片式压电体结构，其速度、运动形式和方向都可以任意变化，响应速度也是传统结构电机所不能及的。美国IBM 公司的Barth 也在1973 年提出了一种超声波电动机的模型，从而使这种新型电机可以实现真正意义上的工作。 1978年，前苏联的Vasiliev成功地构造了一种能够驱动较大负载的压电超声波电动机，这种电机使用由位于两个金属块之间的压电元件所组成的超声换能器，将该换能器激起与转子接触的振动片纵向振动，通过振动片与转子间的摩擦来驱动转子转动。这种结构的优点在于不仅能降低共振频率，而且能放大振幅，遗憾的是，这种电机在运转时由于温度的升高、摩擦及磨损等原因，很难保持振动片的恒幅振动。 1982年，Sashida又提出并制造了另一台超声波电动机——行波型超声波电动机，从原来的由驻波定点、定期推动转子变换成由行波连续不断地推动转子，大大地降低了定子与转子接触面上的摩擦和磨损。这种电机能够运转的实质就是定子表面的质点形成了椭圆运动。之后，在日本掀起了利用各种振动模态的研究热潮，如利用纵向、弯曲、扭转等振动来获得椭圆运动。这种电机的研究成功，为超声波电动机走向实用阶段奠定了基础。1987年，行波超声波电动机终于达到了商业应用水平。此后许多超声波电动机新产品不断地研制出来并推向市场。

ANSYS电机磁场分析

2009-06-02 18:58 by:有限元来源:广州有道有限元ANSYS软件是世界上著名的大型通用有限元分析计算软件，具有强大的求解器和后处理功能，为我们解决复杂、庞大的工程项目和致力于高水平的科研攻关提供了一个良好的工作平台，更使我们从繁琐单调的常规有限元分析计算中解脱出来。无轴承异步电机是在普通电机的定子中再嵌入悬浮控制绕组，通过悬浮绕组磁场对原有绕组磁场的作用，改变了气隙磁场的对称分布，将在转子上产生可控磁悬浮力，实现了转子的悬浮运行。因此，讨论无轴承电机的运行机理，必须从分析电机中的电磁力着手。无轴承异步电机中转子受到了洛仑兹力和麦克斯韦力两种不同的电磁力。计算的方法通常有等效磁路法、近似解析法、位势磁通法和有限元法。在磁场分布和变化比较复杂且非线性严重的情况下，有限元法精度最高，而使用ANSYS软件既保证了有限元分析的高精度，又大大降低了计算量。本文所讨论的无轴承异步电机具有非线性饱和磁路，磁场变化复杂。因此，非常适合用ANSYS进行分析。 1 A NSYS软件简介 ANSYS软件有以下特点：使用方便、涉及面广、易学易用，高效方便的绘图功能，灵活多样的剖分网格形状，疏密程度，多种可选择的迭代求解器，强大的后处理功能。 1．1 A NSYS电磁场分析 ANSYS程序可用来分析电磁场多方面问题，如电感、电容、磁通量密度、涡流、电场分布、磁力线、力等。可有效地分析多种设备，如发电机、电动机、螺线管传动器、开关等。 ANSYS程序提供了丰富的线性和非线性材料的表达方式，包括各向同性或正交各向异性的线性磁导率，材料的B．H曲线和永磁体的退磁曲线。后处理功能允许用户显示磁力线、磁通密度和磁场强度并进行力、力矩、源输入能量、端电压和其它参数的计算。 1．2 A NSYS软件的分析计算步骤 (1)创建无轴承异步电机有限元分析模型； (2)定义和分配材料，网格剖分； (3)施加边界条件和载荷，并求解； (4)查看并保存计算结果。 2 A NSYS分析无轴承异步电机的实例为了进一步详细i兑明ANsYs软件在无轴承异步电机电磁分析中的应用，无轴承异步电机采用48齿三相2对极结构，集中式绕组，以额定功率为120w，额定电压380V，额定转速为3000r/min的无轴承异步电机为例：定子外半径475mm 气隙0．5mm 定子内半经260mm 定子槽数48

无刷直流永磁电动机设计流程和实例

无刷直流永磁电动机设计实例 .主要技术指标 1. 额定功率：P N=30W 2. 额定电压：U N =48V，直流 3. 额定电流：l N：：：1A 3. 额定转速：n N =10000r/min 4. 工作状态：短期运行 5. 设计方式：按方波设计 6. 外形尺寸：0.036 0.065m ?主要尺寸的确定 1. 预取效率—-0.63、 2. 计算功率p 直流电动机P' - =0.85 30-40.48W ,按陈世坤书 n N 0.63 长期运行P u丄丄P N 3叩短期运行P -?丄P N 4们 3. 预取线负荷A =11000A/m 4?预取气隙磁感应强度B§=0.55T 5. 预取计算极弧系数:-=0.8 6. 预取长径比（L/D）入’=2

7 ?计算电枢内径根据计算电枢内径取电枢内径值。衬=1.4 10 ° m 8. 气隙长度：=0.7 10 "m 9. 电枢外径 D j =2.95 10，m 10. 极对数p=1 11. 计算电枢铁芯长 L 、，D i1=2 1.4 10^ =2.8 10^m 根据计算电枢铁芯长取电枢铁芯长 L= 2.8 10^m 2 ■ Di1 3.14 1.4 10 T = ---------------------------------- = 2p 2 13.输入永磁体轴向长Lm =L =2.8 10，m ?定子结构 1. 齿数 Z=6 2. 齿距 3 "「 4 10 J .733 10% 3. 槽形选择梯形口扇形槽, 见下图。 4. 预估齿宽：b t = d 』 733 汩 °. 55 7294 10讣,B t 可由 1.43 0.96 BZ 5. 设计者经验得 1.43T , b t 由工艺取 0.295 10'm 预估轭高：h j1 礙 22 0.8 O. 55 = O .323 10，m 2IB j1K Fe 2K Fe B j1 2 0.96 1.56 B j1可由设计者经验得1.53T , h j1由工艺取0.325 10'm 根据齿宽和轭高作出下图，得到具体槽形尺寸 6.1P 「 6.1 40.48 ‘■： ?工 i A s B/ n N 3 10.8 11000 0.55 2 10000 = 1.37 10-m 12.极距 __2 = 2.2 10 m 3

-单相电机设计软件说明

单相电机设计软件说明1程序结构 SOPT.EXE——运算程序，SIN.DAT——输入数据 SOUT.DAT——输出数据，DARW.DAT——特性曲线输出数据2开关功能设定 3槽形数据

5调速抽头形式 L型副相抽头T型主相抽头 KK2≠0，KK3=0 KK2=0，KK3≠0 6转子端环 7部分输入数据介绍 Xroll rat2——转子端环电阻修整值 dbfw——风磨耗，轴承磨耗，铁损等修整值 8电机负序电流为0 的条件： Im*Nm*KDPM=Ia*Na*KDPA θ=90° 9电机的运转电容与其交流电阻的对应关系：（仅供参考） 10正玄绕组分布要求（千分之总根数）

续前表

11 单相电机设计软件参数说明（标准泵2.2KW为例） --------------------------------------------------- Optimum (T) or calculation (F) 优化（T）或计算（F）一般为计算 ---------------------------------------------------- OPT ? (优化？) F （不是） ---------------------------------------------------- switch varibles 开关变量 ---------------------------------------------------- K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 （见说明） 2 1 3 3 2 3 2 --------------------------------------------------- Performance for design 设计要求（功率，电压，极数，相数，频率，效率，功率因素，起动电流） ---------------------------------------------------- Pn V P M F Efn Cosfi Ist1 2200.0 220.0 2.0 2 50.0 .78 .96 50.0 ---------------------------------------------------- Data of stator（定子外圆，对边，单边气隙，定转子内径，叠高，定转子槽数）长度单位cm ---------------------------------------------------- D1 F1 D Di1 Di2 L1 Q1 Q2 13.600 13.600 .030 7.000 3.000 12.00 24.00 18.0 ---------------------------------------------------- Data of rotor-ring and Capacitor（端环尺寸，叠压系数，转子通风孔直径，电容及其交流电阻） ---------------------------------------------------- Dor Dir A B1 B2 Kfe Dsk C Rc （见说明） 6.800 4.400 .500 1.200 1.100 .980 .000 45.0 4.0 ---------------------------------------------------- Dimension of stator slot（定子大槽尺寸，见说明） ---------------------------------------------------- Bs0 Bs1 Bs2 Hs0 Hs1 Hs2 Hs 0.25 .540 .880 .070 .070 1.300 1.440 ---------------------------------------------------- Dimension on small slot (As shape of slot not equal) （定子小槽尺寸，见说明） ---------------------------------------------------- Bs0s Bs1s Bs2s Hs0s Hs1s Hs2s Hss 0.000 0.00 .000 .000 .000 .000 .000

电机控制器发展现状及研究意义

电机控制器发展现状及研究意义一、盘式永磁电机的发展情况及研究现状盘式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。法拉第发明的世界上第一台电机就是轴向磁场电机，但是由于它的定、转子之间存在轴向磁吸力以及制造复杂等缺点，使得盘式电机未能得到进一步的发展，而被以后发展起来的常规电机又称为径向磁场电机所取代，可是常规电机也并非十全十美，由于齿根部存在“瓶颈”现象，致使电机的散热、铁心利用率低等问题一直困扰着电机工程人员，而这些问题只有从结构上进行彻底的变化才能解决，于是20世纪40年代起，轴向磁场电机又重新受到了电机界的重视。实际的研究结果表明，轴向磁场电机不仅具有较高的功率密度，而且在一些特殊应用场合，它还具有明显的优越性。（吴畏，许锦兴，林金铭.盘式永磁同步电动机及其发展.电工技术杂志，1990，2:10~13.）随着数控机床、工业机器人、机械手、计算机及其外围设备等高科技产品的兴起和特殊应用如雷达、卫星天线等跟踪系统的需要，人们对伺服驱动电机小型化、薄型化、低噪声的呼声愈来愈高，对电机的结构和体积也提出了更高的要求。世界上一些先进的工业国家从20世纪80年代初期起，就已经开始研制盘式永磁电机。由于它结合了永磁电机和盘式电机的优点，使得该类电机既具有永磁电机结构简单、运行可靠、体积小、质量轻、损耗小、效率高的优点，又同时具有盘式电机轴向尺寸短、结构紧凑、硅钢片利用率高、工艺简单、功率密度高、转动惯量小的特点，因此，该类电机在国内外迅速地得到了广泛应用。目前在不同种类、不同结构的盘式永磁电机中尤以盘式永磁直流电动机、盘式永磁同步电动机和盘式无刷直流电动机应用最为广泛。上世纪70年代初期，盘式电机首先以直流电机的形式应用于电车、水泵、吊扇和家用电器等场合。1973年，英国的Keiper F率先指出了盘式轴向磁场结构的优越性，从而引起了电机界的极大兴趣，从70年代末期起，人们开始将盘式电机研究的方向转向盘式永磁同步电机。1978年，意大利比萨大学的Bramanti A 教授首次提出了制造轴向气隙同步电动机的几种方法，探讨论了轴向磁场同步电机的特性，并且制造论文一台双定子单隐极转子的实验样机。1979年，联邦德国布伦瑞克大学的Weh H教授给出了双转子单定子盘式永磁同步电机电磁场的计算的解析法，并导出了电机的稳态、瞬态参数和特性方程。1985年，美国弗吉尼亚理工大学的Krishnan R教授对伺服驱动用的盘式永磁同步电动机进行了全面的介绍，通过对各种径、轴向磁场电机的性能进行比较，展现了盘式永磁同步电机的优越性。（Krishnan R，Beutler A J.Performance and design of an axial field permanent magnet synchronous motor servo drive.IEEE Industry Applications Annual Meeting，1985:634~640.）2001年，Metin Aydin和Surong Hung对环形有槽和无槽盘式永磁电机进行了深入的研究并推导出了用于环形盘式永磁同步电机的方程（Aydin M，Hung S，Thomas A.Design and 3D electromagnetic field analysis of non-slotted and slotted TO-RUS type axial flux surface mounted permanent magnet disc machines.IEEE Electric Machines and Drives Conference，2001:645~651）。2004年，意大利的Federico Caricchi，Fabio Giulii Capponi等对盘式永磁电机的空载损耗和脉动转矩通过试验和磁场分析的方法进行了深入地研究。（Caricchi F，Capponi F G，Crescimbini F，et al.Experimental study on reducing cogging torque and no load power loss in axial-flux permanent magnet machines with slotted winding.IEEE Transactions on Industry Applications，2004，40(4):1066~1075.）随着市场的需要和设计研究辅助工具的提高，近几年来，国外又涌现出了许多新型的盘式永磁电机。图1-1所示为Briggs和Stratton研制的一种新型盘式永磁直流电动机(Etek)，该电机利用铜条代替了传统电机中的铜制导线，与产生相同电磁转矩的传统绕线式直流电机相比，该

无刷直流永磁电动机设计流程和实例

无刷直流永磁电动机设计实例一. 主要技术指标 1. 额定功率：W 30P N = 2. 额定电压：V U N 48=，直流 3. 额定电流：A I N 1< 3. 额定转速：m in /10000r n N = 4. 工作状态：短期运行 5. 设计方式：按方波设计 6. 外形尺寸：m 065.0036.0?φ 二．主要尺寸的确定 1. 预取效率63.0='η、 2. 计算功率i P ' 直流电动机 W P K P N N m i 48.4063 .030 85.0'=?= = η，按陈世坤书。长期运行 N i P P ?'' += 'ηη321 短期运行 N i P P ?'' += 'η η431 3．预取线负荷m A A s /11000'= 4．预取气隙磁感应强度T B 55.0'=δ 5. 预取计算极弧系数8.0=i α 6．预取长径比（L/D ）λ′=2

7．计算电枢内径 m n B A P D N s i i i 233 11037.110000 255.0110008.048 .401.61.6-?=?????=''''='λαδ 根据计算电枢内径取电枢内径值m D i 21104.1-?= 8. 气隙长度m 3107.0-?=δ 9. 电枢外径m D 211095.2-?= 10. 极对数p=1 11. 计算电枢铁芯长 m D L i 221108.2104.12--?=??='='λ 根据计算电枢铁芯长取电枢铁芯长L= m 2108.2-? 12. 极距 m p D i 22 1 102.22 104.114.32--?=??==πτ 13. 输入永磁体轴向长m L L m 2108.2-?== 三．定子结构 1. 齿数 Z=6 2. 齿距 m z D t i 22 1 10733.06 104.114.3--?=??==π 3. 槽形选择梯形口扇形槽，见下图。 4. 预估齿宽: m K B tB b Fe t t 2210294.096 .043.155 .010733.0--?=???==δ ，t B 可由设计者经验得1.43T ，t b 由工艺取m 210295.0-? 5. 预估轭高: m B K B a K lB h j Fe i Fe j j 211110323.056 .196.0255 .08.02.222-?=????=≈Φ= δδτ

用ansoft计算电感解析

forlink原创，转载请注明。交直轴电感，是同步电机分析和控制所必须的重要参数。关于如何计算，只要是电磁场有限元和电机方面的论坛，都有相关的讨论。遗憾的是大都停留在泛泛层面，鲜有具体阐述。授人以鱼，不若授人以渔。本帖拟从电感矩阵变换的角度出发，从原理上对此问题讲清楚，并给出具体操作流程。一、基本流程 1、参考方向（reference direction）

图1 电机参考方向的定义 2、冻结磁导率（frozen permeability）对于线性材料来说，它的磁导率是一个常数，不存在冻结磁导率（frozen permeability）之说，也不存在饱和之说；但对于电机里面的铁磁材料而言，不同电流下，铁磁材料的磁导率是不同的，因此电感参数也不一样；实际计算电感时，要考虑电机额定运行工况时的饱和程度，计算出来的电感才有实际意义。这只有通过冻结磁导率的办法，才能实现。冻结磁导率具体步骤如下：（1）、计算额定工况饱和程度。此时的激励包括额定电枢绕组电流、额定励磁绕组电流，铁磁材料为非线性磁化曲线，方程为非线性方程；

（2）、在（1）中的非线性方程迭代求解结束后，计算各个单元的磁导率，并冻结各个单元的磁导率（frozen permeability），此时磁导率为常数；（3）、去掉（1）中所加的所有激励，将电机铁磁材料的非线性磁化曲线更换为（2）中保存各个单元的磁导率，此时电机电机电感与电流无关；然后分别给每个绕组施加1A的电流，计算磁场，此时的方程为线性方程；（4）、计算（3）中能量，再依据能量法计算电感。Ansoft maxwell计算电感矩阵时，是会自动冻结磁导率和考虑饱和影响的，没必要手动冻结磁导率。当然我们也可以依照上述四步，手动冻结磁导率，然后计算电感，两种方法结果是完全一样的。 3、电流的加载（excitation）

电机设计matlab程序

%电机设计程序 clear all format short e m1=3;p=2;f=50 %1.额定功率 PN=*10^3 ; %2.额定电压（单位V，三角形接法） UN=380;UN0=380; %3.功电流(单位A) IKW=PN/(m1*UN0) %4.效率eta按照技术条件的规定eta= eta= ; %5.功率因数cos(phi) =,按照技术条件的规定cos(phi)= phi=acos; cos(phi); %6.极对数p=2 p=2; %7.定转子槽数：每极每相槽数取整数。参考类似规格电机取q1=3,则Z1=2m1pq1，再查表10-8选Z2=32，并采用转子斜槽。 q1=3; Z1=2*m1*p*q1 Z2=32 ; %8.定转子每极槽数 Zp1=Z1/(2*p) Zp2=Z2/(2*p) %9.确定电机的主要尺寸；一般可参考类似电机的主要尺寸来确定Di1和lef.现按10-2中的 KE1=*log(PN/1000)*p+ P1=KE1*PN/(eta*cos(phi)) alphap1=;KNm1=;Kdp1=;A1=25000; Bdelta1=;n1=1450; V=(alphap1*KNm1*Kdp1))*(1/(A1*Bdelta1 ))*(P1/n1) D1=; %铁心的有效长度 Di1=; lef =V/((Di1)^2) %气隙的确定 %参考类似产品或由经验公式（10-10a），得 lt=;

delta = lef=lt + 2*delta D2=Di1-2*delta %转子内径先按转轴直径决定（以后再校验转子轭部磁密） Di2= ; %11.极距 tau tau =pi*Di1/(2*p) %12.定子齿距t1 t1=(pi*Di1/Z1) %转子齿距t2 t2=(pi*D2/Z2) bsk=; %15.设计定子绕组 Nphi11=eta*cos(phi)*pi*Di1*A1/(m1*IKW) %取并联支路a1=1,由式（10-15），可得每槽导体数 a1=1; Ns1=47 %16.每相串联导体数Nphi1 Nphi1=Ns1*Z1/(m1*a1) %每相串联匝数N1 N1=Nphi1/2 %17.绕组线规设计 %初选定子电密J11=5.0A/mm^2,由式（10-16），计算导线并绕根数和每根导线面积的乘积。 J11=; %其中定子电流初步估计值 I11=IKW/(eta*cos(phi)) Nt1Ac11=I11/(a1*J11)

伺服电机

伺服电机 “伺服”一词源于希腊语“奴隶”的意思。“伺服电机”可以理解为绝对服从控制信号指挥的电机：在控制信号发出之前，转子静止不动;当控制信号发出时，转子立即转动;当控制信号消失时，转子能即时停转。伺服电机是自动控制装置中被用作执行元件的微特电机，其功能是将电信号转换成转轴的角位移或角速度。伺服电动机又称执行电动机，在自动控制系统中用作执行元件，把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。一、伺服电机的分类伺服电机分为交流伺服和直流伺服两大类。 1、交流伺服电机交流伺服电机的基本构造与交流感应电动机(异步电机)相似。在定子上有两个相空间位移90°电角度的励磁绕组Wf和控制绕组WcoWf，接恒定交流电压，利用施加到Wc上的交流电压或相位的变化，达到控制电机运行的目的。交流伺服电机具有运行稳定、可控性好、响应快速、灵敏度高以及机械特性和调节特性的非线性度指标严格(要求分别小于10%～15%和小于15%～25%)等特点。 2、直流伺服电机直流伺服电机基本构造与一般直流电动机相似。电机转速n=E/K1j=(Ua-IaRa)/K1j，式中E为电枢反电动势，K为常数，j为每极磁通，Ua、Ia为电枢电压和电枢电流，Ra为电枢电阻，改变Ua或改变φ，均可控制直流伺服电动机的转速，但一般采用控制电枢电压的方法，在永磁式直流伺服电动机中，励磁绕组被永久磁铁所取代，磁通φ恒定。直流伺服电动机具有良好的线性调节特性及快速的时间响应。二、伺服电机的优缺点 1、直流伺服电机的优缺点优点：速度控制精确，转矩速度特性很硬，控制原理简单，使用方便，价格便宜。缺点：电刷换向，速度限制，附加阻力，产生磨损微粒(无尘易爆环境不宜)。 2、交流伺服电机的优缺点优点：速度控制特性良好，在整个速度区内可实现平滑控制，几乎无振荡，90%以上的高效率，发热少，高速控制，高精确度位置控制(取决于编码器精度)，额定运行区域内，可实现恒力矩，惯量低，低噪音，无电刷磨损，免维护(适用于无尘、易爆环境)。缺点：控制较复杂，驱动器参数需要现场调整PID参数确定，需要更多的连线。

电机设计speed

强大的设计能力 SPEED是一款以磁路计算为主，有限元为辅的电机设计软件。常规的磁路法设计电机，主要是使用公式结合经验来做的，无法考虑控制电路也不能计算电机内的温度场，设计的精确性受经验的影响比较大。而SPEED软件是由很多有经验的工程师编写的，并经过许多著名的电机厂检验，同时还可以通过有限元对其进行验证。对于控制类电机，在其内部可以考虑很多种的控制方式。SPEED中还包含温度场分析。快速强大的求解功能 Speed的计算速度非常快。初步设计只需要10分钟，优化设计在1小时左右。因此，我们可以在很短的时间内设计出多种优化设计方案，并找到最符合要求的电机。开放的接口程序 Speed软件与其它软件有接口程序，如Autocad，Excel,Simulink和VB等，可以和许多商业化的有限元软件耦合进行仿真，同时可以使用子程序进行二次开发。

功能 SRD-开关磁阻电机模块有效的使用者操作界面操作手册包含广泛的技术性附录图形轮廓的编辑器、样板编辑器设计表单包含超过100种的输出数据由几何形状自动计算磁化曲线电流和转矩波形的计算，能量换算回路计算线圈绕组、控制晶闸管、二极管内的电流、转矩、效率和各项损耗外部磁化曲线的输出/输入功能有限元软件的连接控制选项的范围，例如电流调整一般/短磁束路径：单相范围设定（批次设计）硅钢片的材料数据库用以显示标准设计的热键功能

PC-BDC模块---无刷永磁马达以及控制有效的使用者操作界面操作手册包含广泛的技术性附录图形轮廓的编辑器、样板编辑器设计表单包含超过200种输出数据多种控制器模型选择，包括旋波、方波和交流电压等快速磁路计算可进行损耗计算开路时由于齿槽效应的磁铁损耗无感应操作的反电动势值侦测波形 9种标准转子类型线圈绕组编辑器：4种标准绕组类型，加上非整数槽的完全客制化的自动绕组空气间隙线圈绕组的近似计算波形的谐波分析有限元的连接硅钢片与磁铁的材料数据库电流谐波的引进换向开关的损耗源自交流线用于分相马达电容的平衡操作自感、互感和同步电感包含电流、电动势和转矩波形的模拟用于显示标准设计的热键功能

永磁无刷电动机系统发展现状_莫会成

2007年第10期 16 永磁无刷电动机系统发展现状莫会成　（西安微电机研究所，西安 710077） 1 引言永磁无刷电动机系统是以电机为控制对象，以控制器为核心，以电力电子功率变换装置为执行机构的电气传动控制系统。随着电机技术、控制理论、数字脉宽调制技术、新材料技术、微电子技术及现代控制技术的进步，伺服系统经历了从步进伺服到直流伺服，进而到永磁无刷电机伺服系统的发展历程，目前已成为电机控制技术的主流方向。 2 系统组成永磁无刷电动机系统是根据位置、速度和转矩等反馈信息构成的控制系统，由永磁无刷电动机、传感（传感器）和驱动器三部分组成（见图1）。系统有开环运行、转矩控制、速度控制和位置控制4种基本运行方式，见图2～图5。其中图4和图5是用于高精度的控制系统，如数控机床的进给驱动等。图 1 永磁无刷电动机系统方框图图 2 开环运行方框图图 3 转矩控制系统方框图图4 速度控制系统方框图图5 位置控制系统方框图永磁无刷电动机是通过电子电路换相或电流控制的永磁电动机。永磁无刷电动机有正弦波驱动和方波驱动两种型式：驱动电流为矩形波的通常称为永磁无刷直流电动机，驱动电流为正弦波的通常称为永磁交流伺服电动机，按传感类型可分为有传感器电动机和无传感器电动机。　驱动器指接受控制指令、可实现对电动机的转矩、速度和转子位置控制的电气装置。　驱动器按其控制电路和软件的实现方式可分为模拟量控制、数字模拟混合控制和全数字控制三种；按驱动方式可分为方波驱动和正弦波驱动。传感部分的作用是检测永磁无刷电动机的位置、速度和电流。常用的传感器有接近开关、光电编码器、旋转变压器、霍尔元件和电流传感器等。 3 结构、设计和工艺 3.1 电机结构永磁无刷直流电动机的基本结构是将永磁直流电动机的定、转子位置进行互换，通常称为“内翻外”，转子为永磁结构，产生气隙磁通，定子为电枢，有多相对称绕组，直流电动机的电刷和机械换向器被逆变器和转子位置传感器所代替。所以无刷电动机实际上是一种永磁同步电机，如图6所示。图6 永磁无刷电动机结构