无刷直流电动机的运行特性.doc

无刷直流电动机的运行特性2009年10月14日                       无刷直流电动机的运行特性   为简单起见,以表面式永磁体转子结构的两相导通三相星形六状态的无刷直流电动机为例进行分析,并进行如下假定:   (1)气隙磁密在空间呈梯形波(或近似方波)分布。   (2)三相绕组对称,其对应的电路单元也完全一致。    (3)忽略电枢齿槽效应、电枢反应和换向过程等的影响。   对于表面式永磁体转子结构[见图62(a)或图6—8(a)]转子各方向磁路的磁阻基本上不随转子位置的变化而变化,所以定子相绕组的自感L和互感M均为常数。这样,定字三相绕组的电压平衡方程为 式中:p为微分算子,p—d/di ua ubuc为定子相绕组电压;iaibic为定子相绕组电流;ea eb ec为定子相绕组感应电动势。   当三相绕组为Y连接且没有中线时,有 根据式(65),可以得到如图6—9所示的无刷直流电动机的等效电路。   无刷直流电动机气隙磁密的波形如图610(a)所示。,,如图610(b)所示。为了减小转矩脉动,感应电动势波形的平顶宽度应大于120。电角度,通常就把各相绕组的感应电动势看成是平顶宽度为120。电角度的梯形波,并且各相感应电动   单根导体在气隙磁场中的感应电动势为式中:la为电枢导体的有效长度;μ为导体的线速度,。一等茅一等手;D为电枢内径;p为电机极对数;τ为极距   设电枢绕组每相串联匝数为Nφ,每相绕组的感应电动势为 梯形波气隙磁密的每极磁通为   式中:“ai为计算极弧系数。   (或气隙磁密平均值与最大值的比值)。   比较式(6—6)与式(68),可得   把式(69)代人式(6—7),可得   从直流端看,  式中:ce为电动势系数,       不考虑开关器件动作的过渡过程,并忽略电枢绕组的电感,无刷直流电动机的电压平衡方程式可以简化为式中:U为直流电源电压;△U,为开关器件的管压降;J。为每相电枢绕组电流;R。为每相电枢绕组电阻。由式(6-12)得      无刷直流电动机的电磁功率为  根据电动机电磁功率与电磁转矩的基本关系,无刷直流电动机的电磁转矩为      由式(6-11、式(6-12),可得无刷直流电动机的转速为   在理想空载情况下,电机转速为      ,因此可以预计无刷盲流申动机具有和普通直流电动机一样优良的运行特性。三、运