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直流无刷电机极数和槽数选择分析的案例

时间:04-02 17:00 点击:749

下面是设计一个工作转速为4000r/min、内转子、集中绕组直流无刷电机,对极数和槽数选择分析的案例。

1) 首先是选择极对数p:主要由直流无刷电机最高转速和电子驱动器可承受的最高工作频率决定极对数p的选择范围。定子铁心磁化工作颜率f由转子极对数p和电机转速n决定:

f=pn/60=4000p/60=67p

对于转速为4000r/min,几个可能选择的极数2p和对应的工作频率f见表:

极数2p工作频率f/Hz定子和转子的磁轭厚度
4133最大
6200
8267
10333

由于硅钢片铁损耗随工作频率f1.3次方增长,为了使定子铁心有较低的铁损耗,宜选择较少极数,否则需使用低损耗硅钢片,必要时釆用0.35mm厚度的硅钢片。

2)如果选择极对数p较多,可使定子和转子的磁轭厚度减少。

3)Z/2p组合的选择:在上述几个可能选择的极数下,能够构成集中绕组的槽极数组合有下表所示的几种。

Z/2p组合LCM齿槽转矩绕组系数径向不平衡磁拉力选择建议
6/4120.866

9/6180.866
推荐
9/8720.945有,不推荐使用
12/8240.866
推荐
9/10900.945有,不推荐使用
12/10600.933

如上表所示,9/8和9/10组合存在径向不平衡磁拉力,会引起振动和噪声问题,尽管齿槽转矩小,但绕组系数较大,建议不采用。12/10是一个较好的组合,但在我们讨论的直流无刷电机转速较高、工作频率高的情况下,也不推荐采用。4极电机的每极磁体为90°,工艺性较差,而且定子和转子的磁轭厚度大,不是最佳选择。

最后结论:直流无刷电机宜选择9槽6极或12槽8极方案。


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