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4.5W空心杯有刷电机的绕组分析与电机设计.docx
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4.5W 空心杯有刷电机的绕组分析和电机设
计
专 业 电气工程及其自动化
学 号
学 生
指 导 教 师
答 辩 日 期
摘 要
空心杯电动机以其重量轻,体积小,能耗低的性能特点使其特别适合小,轻,
微型无人机。同传统电机的不同之处在于,空心杯电机的电机结构为转子无铁心
这种电机结构具有质量小、惯量低、损耗低、寿命长、从根本上杜绝铁耗等显著
优点,同时相对一般铁心电机 100ms 以上的机械时间常数,他的机械时间常数一
般在 28ms 以下,部分甚至小于 10ms,响应速度可以说是非常良好。
本文通过对传统的永磁直流电动机设计方法,在结构上参考了现有的空心杯
有刷直流电机,对电机结构提出了新的设计方案。结合有限元理论在磁场分析方
面的发展,对电枢绕组形状结构进行了探究。
根据技术要求,由主要尺寸关系初步选取主要结构尺寸。运用有限元分析软
件 ANSYS 对电机内部磁场进行仿真分析,得出电机电枢绕组磁场磁密及磁场强
度分布情况。
利用有限元分析软件 ANSYS 分析了通过改变电枢绕组形状,结构参数对电
机磁场的影响,以消除谐波为目标对这些参数进行了分析计算并优化。
关键词:空心杯电动机;有限元;电枢绕组
I
II
Abstract
The hollow cup motor is particularly suitable for small, light and mini UAVs due to
its light weight, small size and low energy consumption. The difference from the
traditional motor is that the motor structure of the hollow cup motor is a rotor without
iron core. This motor structure has significant advantages such as small mass, low
inertia, low loss, long life, and fundamentally eliminates iron consumption. It is
relatively general The mechanical time constant of the iron core motor is more than
100ms. Its mechanical time constant is generally less than 28ms, and some are even less
than 10ms. The response speed can be said to be very good.
In this paper, through the design method of the traditional permanent magnet DC
motor, the existing hollow cup brushed DC motor is referenced in the structure, and a
new design scheme is proposed for the motor structure. Combined with the
development of finite element theory in magnetic field analysis, the shape structure of
the armature winding was explored.
According to the technical requirements, the main structural dimensions are
preliminarily selected from the relationship of the main dimensions. Using the finite
element analysis software ANSYS to simulate and analyze the internal magnetic field of
the motor, the magnetic flux density and magnetic field strength distribution of the
motor armature winding are obtained.
The finite element analysis software ANSYS was used to analyze the influence of
the armature winding shape and structural parameters on the motor magnetic field.
These parameters were analyzed, calculated and optimized with the goal of eliminating
harmonics.
Keywords: Hollow cup motor, finite element, armature winding
III
IV
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资源评论
- lijian9972022-11-23资源不错,对我启发很大,获得了新的灵感,受益匪浅。
- a3621606672023-12-08资源内容总结地很全面,值得借鉴,对我来说很有用,解决了我的燃眉之急。
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