基于Ansoft外转子无刷直流电机设计
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摘 要：无刷直流电机因其良好的调速特性、系统鲁棒性得到了多个领域的关注，其结构简单，具有全面且稳定的控制系统，对诸多行业的发展具有重要影响。本文首先提出了电机所要达到的基本性能参数，初步確定此外转子无刷直流电机的结构参数，基于Ansoft Maxwell有限元仿真软件，对电机性能做了初步分析，并描述了电机结构参数与性能之间的关系。
关键词：无刷直流;外转子;Ansoft Maxwell
中图分类号：TM302文献标识码：A文章编号：1003-5168（2018）25-0042-02
无刷直流电机集各种相关科技的发展成果于一身，克服了电刷和换向器带来的缺点，保留了良好的机械特性与调节特性，使之逐渐在各领域崭露头角。本文应用Ansoft Maxwell有限元分析软件设计外转子无刷直流电机方案，并对其进行有限元分析，得出外转子无刷直流电机结构参数与电机性能之间的关系。
1 电机主要参数确定
因外转子电机普遍为分数槽结构，本文选择电机齿槽数为Z=36，Z/p=12/7，则极对数p=21，极距[τ]随之确定。电机选用梯形槽结构，齿槽数确定为Z=36，则可以得到电机齿距与电机齿距角，由槽参数可得齿高与槽面积，齿宽也可近似求得[1]。转子与定子间通过气隙隔开，确定气隙长度、磁钢厚度与机壳厚度，则可求得永磁体内径、永磁体外径以及机壳外径。
2 Ansoft Maxwell有限元
Ansoft Maxwell能从有限元分析角度分析二维和三维电磁场具体情况，通过分析模型的建立与网格划分，边界条件与激励条件的设定，能方便快捷地实现电机模型的仿真计算，在后处理中，也能清晰得出电机性能参数以及各参数之间的关系[2]。
经过上述参数计算，可以应用Ansoft RMxprt对电机参数进行初步校验。电机性能受电机结构参数的影响巨大。外转子无刷直流电机中结构参数众多，永磁体磁化方向长度、气隙长度、极弧系数等对电机性能的影响都不可忽略。外转子无刷直流电机永磁体的磁化方向长度对电机气隙磁密、负载反电动势的性能影响较大。研究永磁体磁化方向长度对电机各性能的影响，有助于充分利用永磁材料。气隙长度是电机设计中的一个重要参数，在普通电机设计中一般有经验公式或者结合生产实际给出气隙长度，但在永磁电机中，由于永磁体代替转子...
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