新型無刷直流電機(jī)有限元分析

　　無刷直流電機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡單、效率高及易于控制等特點(diǎn)，已在汽車輔助設(shè)備、航空航天、家用電器、工業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。新型無刷直流電機(jī)是在傳統(tǒng)無刷直流電機(jī)的基礎(chǔ)上，提出的新型電機(jī)。其采用9—6式雙組凸極定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，利用“磁阻最小原理”產(chǎn)生切向拉力，實(shí)現(xiàn)電機(jī)起動(dòng)、制動(dòng)、停車及四象限運(yùn)行；并利用中央激磁線圈產(chǎn)生輔助磁場(chǎng)，通過調(diào)節(jié)線圈直流電增減氣隙磁通密度，獲得寬范圍氣隙磁通和速度控制。因此新型無刷直流電機(jī)不但具有傳統(tǒng)無刷直流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，可靠性及轉(zhuǎn)矩質(zhì)量比高的特點(diǎn)，并具有轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、啟動(dòng)時(shí)間短、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩高、擴(kuò)速能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)避免了傳統(tǒng)無刷直流電機(jī)永磁磁通無法調(diào)節(jié)、退磁風(fēng)險(xiǎn)、高速性能受機(jī)械強(qiáng)度限制等缺點(diǎn)。

　　本文介紹了新型BLDCM的結(jié)構(gòu)及工作原理。運(yùn)用ANSYS Maxwell軟件，根據(jù)電機(jī)結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)，構(gòu)建了電機(jī)的三維模型，對(duì)電機(jī)的電磁及機(jī)械運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行研究。通過三維有限元方法仿真驗(yàn)證了電啟動(dòng)時(shí)間短，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，擴(kuò)速能力強(qiáng)的特點(diǎn)。通過新型BLDCM的空載實(shí)驗(yàn)，電機(jī)轉(zhuǎn)速特性與三維有限元仿真分析的結(jié)果基本一致，驗(yàn)證了電機(jī)的性熊，表明此電機(jī)能夠應(yīng)用于要求有啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、響應(yīng)速度快，調(diào)速范圍寬等工況，對(duì)于實(shí)現(xiàn)新型BLDCM在工業(yè)傳動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用具有參考價(jià)值。