高速电机由于转速高、体积小、功率密度高，在涡轮发电机、涡轮增压器、高速加工中心、飞轮储能、电动工具、空气压缩机、分子泵等许多领域得到了广泛的应用。永磁无刷直流电机由于效率高、气隙大、转子结构简单，因此特别适合高速运行。高速永磁无刷直流电机是目前国内外研究的热点，其主要问题在于：（1）转子机械强度和转子动力学；（2）转子损耗和温升。本文针对高速永磁无刷直流电机主要问题之一的转子涡流损耗进行了深入分析。转子涡流损耗是由定子电流的时间和空间谐波以及定子槽开口引起的气隙磁导变化所产生的。首先通过优化定子结构、槽开口和气隙长度的大小来降低电流空间谐波和气隙磁导变化所产生的转子涡流损耗；通过合理地增加绕组电感以及采用铜屏蔽环的方法来减小电流时间谐波引起的转子涡流损耗。其次对转子充磁方式和转子动力学进行了分析。最后制作了高速永磁无刷直流电机样机和控制系统，进行了空载和负载实验研究。论文主要工作包括： 一、采用解析计算和有限元仿真的方法研究了不同的定子结构、槽开口大小、以及气隙长度对高速永磁无刷直流电机转子涡流损耗的影响。对于2极3槽集中绕组、2极6槽分布叠绕组和2极6槽集中绕组的三台电机的定子结构进行了对比，利用傅里叶变换，得到了分布于定子槽开口处的等效电流片的空间谐波分量，然后采用计及转子集肤深度和涡流磁场影响的解析模型计算了转子涡流损耗，通过有限元仿真对解析计算结果加以验证。结果表明：3槽集中绕组结构的电机中含有2次、4次等偶数次空间谐波分量，该谐波分量在转子中产生大量的涡流损耗。采用有限元仿真的方法研究了槽开口和气隙长度对转子涡流损耗的影响，在空载和负载状态下的研究结果均表明：随着槽开口的增加或者气隙长度的减小，转子损耗随之增加。因此从减小高速永磁无刷电机转子涡流损耗的角度考虑，2极6槽的定子结构优于2极3槽结构。 二、高速永磁无刷直流电机额定运行时的电流波形中含有大量的时间谐波分量，其中5次和7次时间谐波分量合成的电枢磁场以6倍转子角速度相对转子旋转，11次和13次时间谐波分量合成的电枢磁场以12倍转子角速度相对转子旋转，这些谐波分量与转子异步，在转子保护环、永磁体和转轴中产生大量的涡流损耗，是转子涡流损耗的主要部分。首先研究了永磁体分块对转子涡流损耗的影响，分析表明：永磁体的分块数和透入深度有关，对于本文设计的高速永磁无刷直流电机，当永磁体分块数大于12时，永磁体分块才能有效地减小永磁体中的涡流损耗；反之，永磁体分块会使永磁体中的涡流损耗增加。为了提高转子的机械强度，在永磁体表面通常包裹一层高强度的非磁性材料如钛合金或者碳素纤维等。分析了不同电导率的包裹材料对转子涡流损耗的影响。然后利用涡流磁场的屏蔽作用，在转子保护环和永磁体之间增加一层电导率高的铜环。有限元分析表明：尽管铜环中会产生涡流损耗，但正是由于铜环良好的导电性，其产生的涡流磁场抵消了气隙磁场的谐波分量，使永磁体、转轴以及保护环中的损耗显著下降，整体上降低了转子涡流损耗。分析了不同的铜环厚度对转子涡流损耗的影响，研究表明转子各部分的涡流损耗随着铜屏蔽环厚度的增加而减小，当铜环的厚度达到6次时间谐波的透入深度时，转子损耗减小到最小。 三、对于给定的电机尺寸，设计了两台电感值不同的高速永磁无刷直流电机，通过研究表明：电感越大，电流变化越平缓，电流的谐波分量越低，转子涡流损耗越小，因此通过合理地增加绕组电感能有效的降低转子涡流损耗。 四、研究了高速永磁无刷直流电机的电磁设计和转子动力学问题。对比分析了平行充磁和径向充磁对高速永磁无刷直流电机性能的影响，结果表明：平行充磁优于径向充磁。设计并制作了两种不同结构的转子：单端式轴承支撑结构和两端式轴承支撑结构。对两种结构进行了转子动力学分析，实验研究表明：由于转子设计不合理，单端式轴承支撑结构的转子转速达到40，000rpm以上时，保护环和定子齿部发生了摩擦，破坏了转子动平衡，导致电机运行失败，而两端式轴承支撑结构的转子成功运行到100，000rpm以上。 五、最后制作了平行充磁的高速永磁无刷直流电机样机和控制系统，进行了空载和负载实验研究。对比研究了PWM电流调制和铜屏蔽环对转子损耗的影响，研究表明：铜屏蔽环能有效的降低转子涡流损耗，使转子损耗减小到不加铜屏蔽环时的1/2；斩波控制会引入高频电流谐波分量，使得转子涡流损耗增加。通过计算绕组反电势系数的方法，得到了不同控制方式下带铜屏蔽环和不带铜屏蔽环转子永磁体温度。采用简化的暂态温度场有限元模型分析了转子温升，有限元分析和实验计算结果基本吻合，验证了铜屏蔽环的有效性。
上传时间： 2013-05-18
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本课题为研究大功率永磁无刷直流电机及其驱动系统而设计了一台50kW 多相永磁无刷直流电机，该电机的设计最大限度地模拟了某大功率多相永磁无刷直流电机的基本结构，驱动系统也基本采用了某大功率永磁无刷直流电机的主电路结构。全文内容如下： 本文介绍了一种以晶闸管为主要功率元件的大功率永磁无刷直流电机驱动系统。本文通过对电机各运行的状态的分类分析，总结了这种驱动系统的触发逻辑控制规律，优化了逻辑控制程序，为永磁无刷直流电机驱动系统的仿真和实际系统的开发提供了依据。 本文通过对驱动系统换流过程的详细分析，总结了有关参数如电机电感、换相电容等对电机换流过程的影响程度、趋势和规律。给出了驱动系统主要参数选取的依据和选择方法，并通过样机进行了实验验证，为大功率永磁无刷直流电机驱动系统的主电路设计提供理论支持。为准确预测大功率永磁无刷直流电机驱动系统的运行性能，建立了永磁无刷直流电机的电路模型和S函数模型，并阐述了其在Matlab/Simulink 平台下的建模原理和实现方法。 本文提出的两种电机模型，相互补充，准确预知了永磁无刷电机驱动系统的运行特性，大大加速驱动系统研制过程。其中，电路模型具有仿真效率高，便于研究驱动系统主电路参数对系统性能的影响，从而对主电路参数进行优化；S 函数模型便于对电机内部细节进行分析，为揭示电机内部变量的变化规律提供了有力的手段。
上传时间： 2013-07-04
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单片机 控制 无刷电机：MLX90401 是Melexis 公司新开发的三相无刷直流电机控制器, 它具有很宽的工作电压范围(12～40V) ,同时内置自举电压,可全部采用N沟道MOSFET,并具有欠压锁定功能;其片内PWM振荡器可通过控制下桥驱动来实现调速, 并具有正向和反向控制功能; 其BVDSS 大于60V; 因而可对60°/ 120°进行相位选择。文中介绍了MLX90401 的基本特点、引脚分布、工作原理和典型应用。 关键词:直流电机; 控制; 驱动; MLX90401
上传时间： 2013-10-20
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大功率永磁无刷直流电机及其系统研究(博士论文) 大功率永磁无刷直流电机驱动系统由于运行效率高、调速性能好、可靠性高等优 点,在国外已成功应用于对系统效率、可靠性有特殊要求的推进领域中。然而,国际 上关于大功率永磁无刷电机及其驱动系统的成套技术一直对我实行封锁 在国内,永 磁无刷电机的研究主要集中在中小功率方面,大功率永磁无刷直流电机及其驱动系统 的研究尚处在起步阶段,在大功率永磁无刷电机的设计和驱动系统的研制方面都存在 大量值得研究的问题。 本课题为研究大功率永磁无刷直流电机及其驱动系统而设计了一台 50kW多相永 磁无刷直流电机,该电机的设计最大限度地模拟了某大功率多相永磁无刷直流电机的 基本结构,驱动系统也基本采用了某大功率永磁无刷直流电机的主电路结构。本文以 该电机为分析和研究对象,对大功率永磁无刷直流电机及其驱动系统的工作原理、参 数选取和电机工作情况进行了分析、总结和预测,为大功率永磁无刷直流电机及其驱 动系统的研制提供了宝贵的经验。全文内容如下: 首先,介绍了一种以晶闸管为主要功率元件的大功率永磁无刷直流电机驱动系统。
上传时间： 2017-08-22
上传用户：baitouyu
关于无刷电机的英文论文。 本文提出了一种用于飞轮储能系统的无刷直流电动机的铜损和转子涡流损耗的有限元研究。为了使永磁体或绕组绝缘的温度水平不超过规定而导致去磁或损坏，铜损和转子损耗产生的热量需要散热出去，否则将降低电机性能。本文将介绍电机运行原理以及损耗计算原理。本文对铜损和涡流损耗的影响因素进行了详细分析，包括：工作模式、控制策略和速度的变化。最后，给出了仿真和实验结果，并进行了讨论。
标签： Flywheel energy storage system High speed BLDC motor Copper losses Eddy current losses
上传时间： 2016-04-14
上传用户：yxx0329
33035是无刷直流电机专用控制芯片，本文使用MC33035作为核心控制器对无刷电机控制
上传时间： 2016-05-24
上传用户：6543210
该ppt讲述了永磁无刷直流电机的原理和matlab仿真流程。
上传时间： 2019-04-15
上传用户：Cora
针对无刷直流（BLDC）电机应用要求的提高，设计了基于 STM32 单片机的双无刷直流电机闭环控制系统。 该系统分别根据各个电机的转速和电流反馈，采用 PID 控制算法，调节 PWM 输出信号，实现两台无刷电机的双闭环控制。 详细介绍了系统的硬件设计和软件控制，并给出系统运行数据，验证了该系统运行稳定、响应速度快、具有良好的动静态性能。
上传时间： 2022-05-06
上传用户：bluedrops
于无刷直流电机的驱动的基本原理，很多教材和文档都已经讲得很清楚了，特别是坛上网友提供的：《无刷直流（BLDC）电机基础》（MicroChip公司，编号AN885）、《Brushless DC Motors Made Easy》（Freescale公司，编号PZ104）和Atmel公司的编号为：AVR194、AVR491、AV R 4 9 2的几篇文档，都写得很不错，深入浅出，很适合入门的初学者学习。稍后我会给出它们的下载链接（见附录一）。不过一上来就让读者自己去看文档，貌似不太厚道，那我这里还是辛苦一下，把各篇文档的精华部分抽取出来，重新组织一下，给大家一个关于无刷电机的比较概要的认识。
标签： 直流电机
上传时间： 2022-06-07
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稀土永磁直流无刷电动机实际上是以电子换向代替机械换向的直流电动机,因而保持了直流电动机的优良性能,具有较好的起动和调速性能,又因它无需机械换向使电机的结构简单,可以根本上克服一般有刷电动机易于产生换向火花的弊病,在航天、机器人、数控机床等许多工业领域已得到广泛的应用.本文从稀土永磁无刷直流电动机的基本工作原理出发,分析了稀土永磁无刷电动机同普通无刷直流电动机的区别;阐述了稀土永磁电动机设计原理,并给出设计方法,然后运用实例来说明.在此基础上介绍遗传算法的特点,用遗传算法对稀土永磁电动机进行优化设计,达到预期的结果.最后,讨论了电机的结构参数对电机性能的影响.通过对稀土永磁直流无刷电动机的设计,分析在具体设计时所要解决一些疑难问题,对其特点进行总结.用遗传算法优化后,得出一些有用的结论.
上传时间： 2013-04-24
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