无刷直流电动机的设计

【摘要】 ?无刷直流电动机是近年迅速兴起的一种新型电机，它广泛应用与工业，农业，以及军事等领域。 无刷直流电动机既保持了直流电动机良好的调速控制特性，又消除了电刷和换向器的机械接触。 本文是对无刷直流电动机做出深入的剖析与设计。无刷直流电动机是一种具有高效率、低磨损、低噪声的新型直流电机机种.本设计在介绍无刷直流电动机设计中，关于相数、极数、槽数及绕组连接方式的选择方法和应遵从的规律.而且针对小功率直流电动机结构特点和工作性能，在电枢反应理论基础上设计出功率为120w的无刷直流电动机，并对霍尔位置传感器和无刷电动机的控制及驱动做了详细的分析。 【关键词】?? 设计??? 无刷直流电动机?? 霍尔位置传感器?? 无刷直流电动机是近年来随着电子技术的迅速发展而发展起来的一种新型直流电动机，它是现代工业设备、现代科学技术和军事装备中重要的机电元件之一。无刷直流电动机是以法拉第的电磁感应定律为基础，而又以新兴的电子技术、数字技术和各种物理原理为后盾，因此它具有很强的生命力。 随着国民经济的发展、科学技术的进步和人民生活永平的提高。对电机的性能提出了许多新的更高的要求。而无刷直流电动机的问世和不断完善，以及电力电子技术的发展，为满足这些要求提供了可能。 无刷直流电动机是最近发展起来的结合了多学科技术的一种新型电机，其最大特点就是没有换向器（整流子）和电刷组成的机械接触机构。加之，它通常采用永磁体为转子，没有激磁损耗；发热的电枢绕组又通常装在外面的定子上，这样，热阻较小，散热容易。结合机电一体化，具有高速度、高效率、高动态响应、高热容量和高可靠性、无换向火花等优点，同时还具有低噪声和长寿命等特点。 目前无刷电动机已广泛应用于各种领域，如宇宙航行、航海、医疗仪器、分析仪器、材料处理、过程控制、机床工业、纺织工业和轻工机械等。 众所周知，有刷直流电动机具有旋转的电枢和固定的磁场。因此，有刷直流电动机必须有一个滑动的接触机构——电刷和换向器，通过它们把电枢流馈给旋转着的电枢。无刷直流电动机却与前者相反，它具有旋转的磁场和固定的电流。这样，电子换向线路中的功率开关元件，如晶体管或可控硅等可直接与电枢绕组连接。 另外，在电动机内，装有一个位置传感器，用来检测主转子在运行过程中的位置。它与电子接向线路一起，代替了有刷直流电动机的机械换向装置。 综上所述，无刷直流电动机由下列三大部分组成： （1）电动机本体——带有电枢绕组的定子和永磁转子； （2）位置传感器； （3）电子换向线路。 与此同时，随着计算机硬件和软件技术的迅猛发展。数值计算、优化设计和仿真技术等现代设计方法的不断完善，经过电机学术界和工程界的共同努力，在无刷直流电动机的设计理论、计算方法、结构工艺和控制技术等方面都取得了突破性进展，形成了一整套分析研究方法和计算机辅助分析、设计软件。 本次毕业设计由电气与信息工程系邓秋玲老师指导。设计过程中邓秋玲老师对本课题组给予了热心的指导和热情的帮助，在此对邓秋玲老师谨致诚挚的谢意。