對一臺直流無刷電機(jī)的設(shè)計技術(shù)要求常體現(xiàn)在電機(jī)設(shè)計技術(shù)任務(wù)書中。電機(jī)設(shè)計除應(yīng)符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外,設(shè)計技術(shù)任務(wù)書常包括如下內(nèi)容:
1、直流無刷電機(jī)主要技術(shù)要求
包括使用電源電壓,工作制,連續(xù)工作下功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速,峰值功率、峰值轉(zhuǎn)矩,最高轉(zhuǎn)速,效率,振動與噪聲,使用環(huán)境,防護(hù)等級等。
2、與直流無刷電機(jī)設(shè)計有關(guān)的控制方面技術(shù)要求
控制類型:開環(huán)或閉環(huán),轉(zhuǎn)矩(電流)控制,轉(zhuǎn)速控制,或位量控制;控制精度和帶
寬;轉(zhuǎn)向或正反轉(zhuǎn);軟起動,制動,限流;動態(tài)要求,轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動候量比,加/減速能力;故障保護(hù)等。
電機(jī)設(shè)計工作者必須了解和結(jié)合與電機(jī)設(shè)計有關(guān)的控制方面技術(shù)要求,才能夠作出正確的電機(jī)設(shè)計方案擇。
一臺電機(jī)設(shè)計的成敗或優(yōu)劣,關(guān)鍵是對設(shè)計任務(wù)書要求的認(rèn)真分析,對電機(jī)設(shè)計若干要素作出正確的選擇,然后才是計算。所以計算程序不是第一位的,設(shè)計方案正確選擇才是首要的。
直流無刷電機(jī)設(shè)計目前用得較多的仍然是傳統(tǒng)電磁設(shè)計方法。電磁設(shè)計方法是電機(jī)的經(jīng)典基本設(shè)計方法,其中最常用的是電機(jī)主要尺寸計算法:由技術(shù)要求確定定子和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),由轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和永磁體性能確定磁負(fù)荷Bm,由性能要求及散熱條件選擇電負(fù)荷A,然后根據(jù)電磁負(fù)荷確定電機(jī)主要尺寸Da和L。該方法屬于經(jīng)驗設(shè)計,需要設(shè)計者有較多的設(shè)計經(jīng)驗積累,計算結(jié)果常需要多次調(diào)整。
設(shè)計過程中,需要進(jìn)行磁路計算,計算各部分磁通密度??梢酝瑫r借助于有限元磁場分析方法,用有限元方法計算電機(jī)磁場和電機(jī)參數(shù),校核電磁設(shè)計的計算結(jié)果。這樣的場路結(jié)合方法能夠提高設(shè)計的精確程度。

直流無刷電機(jī)典型的設(shè)計流程:
1)分析設(shè)計任務(wù)書要求,明確設(shè)計目標(biāo);
2)工作方式的選擇,如相數(shù)選擇、導(dǎo)通方式、換相電路形式等;
3)電機(jī)結(jié)構(gòu)形式選擇:定子結(jié)構(gòu)、永磁材料和轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)、傳感器結(jié)構(gòu);
4)主要尺寸決定:根據(jù)電磁負(fù)荷或轉(zhuǎn)矩特性要求計算電機(jī)主要尺寸Da、L;
5)極數(shù)和槽數(shù)選擇,定子沖片和轉(zhuǎn)子磁路初步設(shè)計;
6)磁路計算或有限元分析,計算確定氣隙磁場參數(shù);
7)繞組設(shè)計,繞組形式選擇與匝數(shù)、線規(guī)計算;
8)電磁參數(shù)計算,特性計算;
9)設(shè)計復(fù)核與調(diào)整,核算電流密度、電磁負(fù)荷、電機(jī)溫升、性能。