一款10000r/min、100W、3極的外轉子無刷電機為實例，給出電機的反電勢、氣隙磁密和電磁場的分布情況，分析齒槽轉矩、輸出轉矩，計算空載永磁體磁場諧波等，并在詞寄出上試制了樣機，完成了有關性能的測試，驗證了電磁設計和仿真分析的正確性，為采用外轉子無刷電機進行了節(jié)能節(jié)電的分析與設計提供一些有意義的參考。

主             

1. 2外轉子無刷電機的主要尺寸確定

       電機的主要尺寸和計算功率、轉速、電磁負荷有光

       其中，Di為定子內徑，L為鐵芯長度nN為額定轉速，ai為極弧系數(shù)，取0.7~0.8；P為計算功率，取P=(1.1~1.2)ＸPn;K 為氣隙磁場的波形系數(shù)，為正弦分布時Kφ=1.11;KW為基波繞組 系數(shù)，本電磁方案用集中繞組

 1.3外轉子無刷電機永磁材料的選取

      永磁體材質的性能在一定的程度上決定著電機的尺寸和性能，目前，永磁無刷電機的應用上的磁性材質主要是鐵氧體和釹鐵硼

     （1） 鐵氧體的矯頑力溫度系數(shù)為0.27%/K,在允許范圍溫度越高，矯頑里越高；釹鐵硼矯頑力溫度系數(shù)-（0.4~0.7）%/K，通常高工作溫度為150℃，溫度 穩(wěn)定性能比鐵氧體差

     （2） 釹鐵硼是目前磁性能強的用詞材料，其大的磁能積為鐵氧體永磁材質的5~12倍。因此，在相同的尺寸下能提供更大的氣隙磁通和輸出轉矩。但是目前釹鐵硼價格遠遠高于鐵氧鐵，同等重量下的釹鐵硼價格是鐵氧體價格的6~7陪

     （3） 對三相永磁無刷直流電機，通過增加磁鐵的厚度和供磁面積，可以有效增加氣隙磁通。鐵氧鐵磁負荷教低，以至電機的齒槽轉矩和輸出轉矩波動也較小，能減少噪音。

      綜合技術要求和材質，本設計選擇釹鐵硼作為磁性材料

 1.4永磁體厚度的選取

 永磁體的厚度hm的計算公式如下：

       式中：Ks為外磁路的飽和系數(shù)；Kδ為氣隙系數(shù)；Bδ為氣隙磁密； δ為平均氣隙長度；μo為真空磁導率；Hc為內稟矯玩力。

      永磁體厚度需綜合電力性能與成本，按需要的氣隙磁通密度通過磁路計算來選擇。磁鋼外徑≈0.024~0.072時，內轉子結構的永磁體內徑/外徑=0.85~0.9之間佳

 1.5電樞沖片的設計

 1.5.1電樞槽書的確定

      在永磁無刷直流電機中，采用較多的槽數(shù)可減少線圈匝數(shù)，也有利于換向，但槽絕緣增加，槽利用率降低，可能造成根部過窄。槽數(shù)Q通常按以下經(jīng)驗公司確定，其中Dα為電樞直徑：

 1.5.2電樞的結構

      外轉子無刷電機的長徑比的選擇對電機的性能和經(jīng)濟性有很大的影響。主要因素包括參數(shù)、溫升、轉動慣量、耗銅量和轉子機械強度等

      短軸長徑的電樞結構，比細長性的結構電動機更容易下線，有利于提供生產(chǎn)效率。同時 ，轉子的轉動慣量較大，能避免因電機的轉矩強迫振蕩頻率與電機的固有頻率接近而產(chǎn)生共振，還可以限制負載時功率震動的幅值。因此，本文設計的三相永磁無刷直流電機采用短軸長徑的電樞結構。

2. 設計流程

      外轉子無刷電機設計流程包括主要尺寸的確定、長徑比的確定、永磁體的形狀選擇、軛高和齒寬的計算等。通過對電機的參數(shù)計算、校驗，確定電機各個部分的尺寸分析。