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BLDC 电机定子斜槽

定子斜槽的无刷直流电机的齿槽转矩与空载反电势,评估斜槽对转矩脉动和反电势波形的改善效果。

工程问题

如何计算定子斜槽对 BLDC 电机齿槽转矩和反电势的影响?

解答

把斜槽定子表示为若干按角度错开的二维切片,再把各切片的转矩与磁链叠加,得到斜槽电机的响应。

典型应用
  • BLDC 定子槽结构
  • 斜槽转子设计
  • 无刷电机叠片
BLDC 电机定子斜槽

仿真问题

问题类型
平行平面静磁场
几何模型
电机轴向长度 40 mm,外径 Ø168 mm,42 槽。
已知条件
  • 转速 170 rpm
  • 每槽匝数 18
  • 永磁体矫顽力 979 kA/m,剩磁 1.29 T
求解任务
计算空载模式下的齿槽转矩与反电势。
求解过程

把斜槽定子表示为一组按固定角度错开的直槽定子,每一段单独建立一个问题。

在 QuickField 中对不同转子位置求解一系列问题,计算转矩和磁链。磁链按相分别计算:ΨA+、ΨA−、ΨB+、ΨB−、ΨC+、ΨC−。

用 LabelMover 参数化工具自动修改几何模型、求解并提取结果,对每一个直槽定子模型重复该流程。

后续步骤在 QuickField 之外完成:把各直槽模型的转矩与磁链求和,即得斜槽定子的转矩与磁链;相磁链由槽磁链相减得到 ΨA = ΨA+ − ΨA−;再对磁链-转角关系求导得到电压:EMF = −dΨ/dt = −(ΔΨ/Δ转角) × 转速。

计算结果

得到齿槽转矩与空载反电势波形;斜槽可降低齿槽转矩并改善反电势波形。

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