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新型无刷直流电机有限元分析
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2018-03-22
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无刷直流电机以其结构简单、效率高及易于控制等特点，已在汽车辅助设备、航空航天、家用电器、工业生产等各个领域得到了广泛的应用。新型无刷直流电机是在传统无刷直流电机的基础上，提出的新型电机。其采用9—6式双组凸极定转子结构，利用“磁阻最小原理”产生切向拉力，实现电机起动、制动、停车及四象限运行；并利用中央激磁线圈产生辅助磁场，通过调节线圈直流电增减气隙磁通密度，获得宽范围气隙磁通和速度控制。因此新型无刷直流电机不但具有传统无刷直流电机结构简单，可靠性及转矩质量比高的特点，并具有转动惯量小、启动时间短、启动转矩高、扩速能力强等优势，同时避免了传统无刷直流电机永磁磁通无法调节、退磁风险、高速性能受机械强度限制等缺点。
本文介绍了新型BLDCM的结构及工作原理。运用ANSYS Maxwell软件，根据电机结构的基本参数，构建了电机的三维模型，对电机的电磁及机械运动特性进行研究。通过三维有限元方法仿真验证了电启动时间短，启动转矩大，扩速能力强的特点。通过新型BLDCM的空载实验，电机转速特性与三维有限元仿真分析的结果基本一致，验证了电机的性熊，表明此电机能够应用于要求有启动转矩大、响应速度快，调速范围宽等工况，对于实现新型BLDCM在工业传动系统中的应用具有参考价值。
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