无刷直流电机的电感和转矩特性分析

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     无刷直流电机的电感和转矩特性分析
      2.4.1 电感特性及计算
      电感是对电机性能有重大影响的参数，但在以往的永磁无刷直流电机的设计程序中多采用直流模型，因而就忽略了电感的影响，这就势必导致性能计算值与实际值之间较大的偏差。永磁无刷直流电机电路一般不对称。以三相六状态星型联结为例，在每个通电状态下，只有两相绕组同时通电，电路结构不对称。因此，其计算较为复杂。 对于各类电磁装置，通常可采用磁链法、能量法或者解析法来计算绕组的电感参数。就本文所研究的电机而言，转子为表面磁极式结构，故计算时转子表面可看作是光滑的。
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      另一方面，电枢电流单独作用产生的磁场是一个非饱和场，因此电枢绕组的磁通链与电流之间满足线性关系。上述分析表明，相绕组的自感和互感系数均可表示为常数，与转子位置角和电流的大小无关，因而可根据电枢电流单独作用时的磁场求解，用磁链法算出相绕组的静态自感和互感系数。 从计算过程和算法的编程来看，磁链法将比能量法略显复杂，但是采用磁链法更易于获得较高的计算精度。此外，能量法只适用于自感系数的求解，而磁链法则可以求解自感和互感两种参数。这两种方法都属于数值法求解，可以通过本文的自编有限元程序得到较为精确的结果。
      采用磁链法计算相绕组电感时，首先要求解定子一相绕组通电而转子主磁场不作用时电机内的磁场分布，然后计算出与该相绕组相交链的磁链，再由以下线性电感的计算公式分别算出绕组的自感和互感系数。

      当然，运用有限元数值解计算电机相绕组磁链时，要充分考虑到磁场的分布特征，把积分路径选在合适的槽高位置上。同时，积分路径的起始和终止端通常宜分别位于该相绕组所在槽的槽中心线上。由上述原则确定积分路径算得的绕组电感具有较高的精确度。 式中，V表示电动机的体积。首先，利用有限元数值法解出一相绕组电流单独作用.