无刷直流电机转矩脉动
无刷直流电机在电子换相过程中的平均转矩与转矩脉动，反映不同定子相通电时转矩的波动。
工程问题
如何在不做瞬态运动仿真的情况下计算 BLDC 电机的平均转矩和转矩脉动？
解答
求解一系列转子位置下的静磁场问题，各步按换相规律给定相电流，逐步测量转矩后取平均值。
典型应用
- BLDC 电机绕组
- 无刷电机定子
- 永磁电机相绕组
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 38 mm。
- 已知条件
- 钢的磁导率 μ = 1000
- 永磁体磁导率 1.05，剩余磁通密度 0.4 T
- 转子极对数 p = 3
- 每极电流 486 安匝
- 求解任务
- 计算平均转矩。
- 求解过程
实际电机中，控制系统跟踪转子位置并对绕组换相以获得最大转矩。这里由我们扮演控制系统的角色：把转子置于几何模型图示的初始位置，给 A-B 相通电；转子转过 20° 后切换绕组，改由 A-C 相通电；再转过 20° 再次换相，依此类推。
实际上并不需要做带运动的瞬态仿真——只需仿真一组离散转子位置、绕组中给定相应电流的静磁场问题即可。
用 LabelMover 参数化工具生成并求解这一系列问题，每一步测量转矩。
- 计算结果
平均转矩 1.88 N·m，波动范围 1.53 ~ 2.04 N·m。
参考文献：电机尺寸取自 Nicola Bianchi《Electrical Machine Analysis Using Finite Elements》(ISBN 0849333997) 例 9.5。
