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楊瑞清(大連電訊電機廠116021)
1概述
隨著電子技術的進步和新材料、新元件的應用，無刷直流電機從80年中期開始取得了突飛猛進的發展，在家用電器、電子計算機和辦公自動化設備等領域得到了廣泛的應用，其中產品****、應用****的是薄型無刷直流電機。
所謂薄型無刷直流電機，是指電機的外徑尺寸比電機長度尺寸大得多的產品，它是根據整機結構的特殊需要而設計的。這種電機有兩種結構型式：徑向氣隙型（又稱有鐵心型）和軸向氣隙型（又稱無鐵心型）。由于這種電機結構的特殊性，因此有必要作為無刷直流電機的特例，對其計算方法加以專門研究。本文介紹這種電機兩種結構型式的計算方法。
2徑向氣隙型
電機的橫斷面圖及主要尺寸如圖1所示。
2.1磁路計算
(1)每極磁鋼的氣隙截面積
(2)每槽氣隙截面積
(3)導磁系數
(4)I作點的磁通密度和磁場強度
根據磁性材料廠家提供的磁鋼退磁曲線，利用作圖法可以找到工作點，見圖2。
 作坐標軸的平行線，可以求出工作點的磁通密度Ba和磁場強度Hd。
如果把退磁曲線的工作部分視為直線，并延長，找到交點H:，也可以算出Bd和Hd。
考慮到磁鋼充磁后氣隙中磁通密度的分布是不均勻的，一般近似于正弦分布，可以取磁通密度Bg的平均值作為有效磁通密度。
(5)氣隙中的有效磁通密度
(6)氣隙有效磁通
同理，氣隙磁通的有效值：
2.2電樞線圈的計算
為了便于電樞線圈的計算，圖3給出了繞線后的線圈尺寸，圖4給出電樞沖片齒和槽的尺寸。
徑向氣隙型無刷直流電機的電樞線圈是直接繞在齒上的。在電樞繞線時會對漆包線造成損傷而引起耐壓不良，因此應選取漆皮厚些的漆包線為宜。
(1)線圈的槽面積
(2)有效線圈面積
對這種結構型式的電機，槽滿率應取百分之40～80。當槽滿率高于百分之65時，必須注意絕緣質量和繞線工藝性。
(3)每個線圈的導體數
(4)每個線圈的電阻
2.3電機的基本特性
無刷直流電機的等值電路如圖5所示。南等信電路可以列出下列美系式：
V。為驅動電路的電壓降(V)，它隨著負載電流的大小而變化，一般在o．5～2V范圍內。
(1)起動電流
(2)起動力矩
(3)空載電流
(4)空載轉速
(5)輸出功率
空載和起動參數計算后，可以作出電機的機械特性曲線，見圖6，任一轉速下的輸出功率：
****輸出功率PrMx在電機特性曲線上動力矩T的1／2處。
(6)電機效率
****功率Pmax時的電機效率可以通過特性曲線求得總電流后計算出來。
電機的功率特性和效率特性如圖7。
3軸向氣隙型
電機的橫斷面圖及主要尺寸如圖8所示。這種電機的計算方法與前者基本相同。
3-1磁路計算
(1)每極磁鋼的氣隙截面積
(2)每極電樞的氣隙截面積
(3)導磁系數
(4)工作點的磁通密度和磁場強度
參見圖2，從退磁曲線上求得，計算
(5)氣隙磁通密度
(6)氣隙有效磁通
3.2電樞線圈的計算
軸向氣隙型無刷直流電機的電樞線圈是用自粘漆包線繞成的，固化后粘結在鐵板上。在線圈計算時，應考慮漆包線的粘結層。
(1)線圈長度
(2)線圈寬度
(3)線圈外徑乎均長度
(4)線圈內徑平均長度
(5)線圈有效面積
(6)每個線圈的導體數
(7)每個線圈的電阻
3.3電機的基本特性
電機的等值電路和關系式如上所述，對于徑向氣隙型電機，電壓降y。可以在0.5～1. 5V內選取。
(1)起動電流
(2)起動力矩
(3)空載電流
(4)空載轉速
(5)輸出功率
(6)電機效率
電機的特性曲線與圖6和圖7相同。
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