无刷直流电机性能分析+文献综述(4)
如空调、洗衣机、电冰箱等产品中，永磁同步电机或永磁无刷直流电机正逐步的代替
原来使用的异步电机。家电在采用了永磁无刷直流电机之后，随之带来的低噪音，高
效率，小体积，开发周期短等特点已经成为吸引生产厂家的主要原因。在这些领域，
对永磁无刷直流电机的最重要的要求就是体积小，噪音低，节能，高性价比。
（2）计算机外围设备、信息产品及办公自动化领域
信息产业是当今的新兴产业，巨大的市场需求为无刷电机的应用提供了巨大的空
间；计算机外围设备如硬盘驱动器用的电机，电源风扇轴电机，VCD、DVD、CD主轴驱
动无刷电机等，虽然这些产品上使用的电机结构不同，但是都无一例外的可归结为无
刷直流电机类型。这些领域要求电机精度高，转速快，没有无线电干扰，寿命长。
（3）交通工具领域
在交通工具领域，电动汽车和电动自行车是未来交通工具发展的方向之一，目前
各国对电动汽车的研究日新月异：电机驱动是电动车不可缺少的部分之一，而永磁无
刷直流电机在电动车中作为直接驱动器使用的优越性非其他电机可比。应用在电动车
中时，对电机系统具有高转矩重量比，高效率以及宽广调速范围等要求，这些正是无
刷直流电机所具有的优点。
（4）工业领域
中小型无刷直流电机应用于此领域，如精密数控机床驱动系统,工业缝纫机驱动
系统。工业缝纫机上使用无刷直流电机直接驱动，使得机械机构紧凑，成本降低，工
作精度提高，采用无刷电机直接驱动已经成为同类产品更新换代的必然。[3]
1.4 论文结构
本文主要围绕永磁无刷直流电机本体，对其性能进行分析，包括定、转子及永磁
体材料管理，电机磁路、电路结构分析，运用MAXWELL软件，建模一个无刷直流电机
实例，通过软件分析，对比理论计算与软件分析结果。具体内容如下：
第一章为绪论，叙述了论文的选题背景，包括永磁无刷直流电机的发展、研究现
状以及特点和应用；给出了本论文的主要工作及结构安排。
第二章对永磁无刷直流电机的基本结构和工作原理进行阐述。先对电机的总体结
构系统简单描述，着重介绍电机本体部分；再对电机工作原理进行分析，以两相导通
星形三相吹冰状态电机为例具体解释电机运行原理。
第三章对永磁无刷直流电机进行性能分析。从原理上进行理论阐述，从电机磁路
和电路两部分进行分析计算。
第四章以一无刷直流电机为例，对其进行性能分析。先按前述基础进行理论计算
分析；再以MAXWELL软件建立此电机模型，由软件对其进行分析；最后输出分析
结果和曲线，改变电机永磁体，分析此改变对性能的影响，并与理论计算进行对比。
2 无刷直流电机基本结构和工作原理
2.1 无刷直流电机基本结构
无刷直流电动机的基本构成包括电动机本体(定子和转子)、转子位置传感器和控
制与电子开关线路三大部分组成。框图如图 2.1所示，截面图如图2.2所示。
直流电源 控制与驱动电路 电动机本体
位置传感器转矩输出
图 2.1 无刷直流电机构成框图
图 2.2 无刷直流电机截面图
2.1.1 电机本体
电机本体主要由定子和转子组成。
（1）定子
定子是电动机本体的静止部分。它由导磁的定子铁心、导电的电枢绕组及固定铁
心和绕组用的一些零部件、绝缘材料、引出部分（如机壳、绝缘片、槽契、引出线及