ANSYS无刷直流电机的有限元分析+文献综述(2)
4.4推力和法向力的波动问题 25
结 论 29
致 谢 30
参 考 文 献 31
1 绪论
1.1无刷直流电机的发展与应用
无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。 无刷电机是指无电刷和换向器(或集电环)的电机，又称无换向器电机。早在上世纪诞生电机的时候，产生的实用性电机就是无刷形式，即交流鼠笼式异步电动机，这种电动机得到了广泛的应用。但是，异步电动机有许多无法克服的缺陷，以致电机技术发展缓慢。本世纪中叶诞生了晶体管，因而采用晶体管换向电路代替电刷与换向器的直流无刷电机就应运而生了。这种新型无刷电机称为电子换向式直流电机，它克服了第一代无刷电机的缺陷。
近几年, 无刷直流电机研究开发很快, 其结构设计、控制理论和电机原理等方面都有了很大的进展, 并已应用到国民经济的多个领域, 很多机械的直线运动均由无刷直流电机完成，它是一种很有发展前途的新型电机。
无刷直流电机的历史最早可追溯到1840 年惠斯登提出和制作雏形但不成功的无刷直流电机, 至今已有160多年。其发展大致可分为三个阶段: 探索实验阶段(1840—1955)、开发应用阶段(1956—1970) 和实用商品化阶段(1971—)。
1．探索实验阶段(1840—1955)
从1840年到1955年的116年期间，无刷直流电机从设想到实验到部分实验性应用，经历了一个不断探索，屡遭失败的过程。由于当时的制造技术，工程材料以及控制技术的现状，在经过断断续续20多年的顽强努力后，最终却未能获得成功。
2．开发应用阶段(1956—1970)
自1955年以来，无刷直流电机进入了全面的开发阶段。这个时期，它可以说是无刷直流电机的“文艺复兴时期”。特别是该时期的控制技术和材料的惊人发展，更加助长了这种势头。这种增长一方面固然是控制技术和材料促进了这种势头，另一方面，前些年的理论探讨和实验研究工作作为多年的技术贮备起到了重要的作用。
3．实用商品化阶段(1971—)
从1971年始到目前的这个阶段，无刷直流电机终于进入了独立的应用时代，在这个时代，各类无刷直流电机的应用得到了迅速的推广，制成了许多具有实用价值的装置和产品。
目前，无刷直流电机在世界各国的应用大致可分为五个方面，即物流系统、工业设备、信息与自动化系统、交通与民用、军事及其它。
1.2 无刷直流电机的分类
根据不同的标准,无刷直流电机有不同的分类型式。无刷直流电机按其结构型式主要可分为扁平型、圆筒型、圆盘型和圆弧型四种。
扁平型无刷直流电机是一种扁平的矩形结构的无刷直流电机，它有单边型和双边型之分。每种型式下又分别有短初级长次级或长初级短次级。圆筒型无刷直流电机为一种外形如旋转电机的圆柱形的无刷直流电机。这种无刷直流电机一般均为短初级长次级型式。在需要的场合，我们还将这种电机做成既有旋转运动又有直线运动的旋转无刷直流电机，至于旋转直线的运动体既可以是初级，也可以是次级。圆盘型无刷直流电机，即该电机的次级是一个圆盘。其初级可以是单边型也可以是双边型。圆弧型电机，它的运动型式是旋转运动，且与普通旋转电机非常接近，然而它与旋转电机相比也是具有如圆盘型无刷直流电机那样的优点，圆弧型与圆盘型的主要区别，在于次级的型式和初级对次级的驱动点有所不同。
无刷直流电机，特别是直线感应电动机，按其功能用途主要可分为力电机，功电机和能电机。