永磁无刷直流电动机是集电动机本体和转子位置传感器于一体的机电一体化器件

永磁无刷直流电动机是集电动机本体、和转子位置传感器于一体的机电一体化器件，电动机的工作特性是各组成部分共同作用的结果，要满足一定的技术指标要求，需从系统的角度出发确定永磁无刷直流电动机的具体工作方式，主要包括电动机相数、绕组连接方式、逆变器拓扑结构、绕组通电方式、转子位置检测方式等。

传感器

目前三相永磁无刷直流电动机应用最为广泛。逆变器采用半桥结构的三相三状态工作方式时，多用于小功率高速电机;逆变器采用桥式结构的三相六状态工作方式时，可应用于多种驱动系统中。由于绕组电动势非正弦，其中含有大量高次谐波，所以三相绕组多采用星形连接。当对电动机体积要求不高、环境不恶劣时，一般采用位置传感器检测转子位置，使电动机具有较好的起动特性和抗过载、抗冲击能力，动态特性较好。恒转速运行的永磁无刷直流电动机可采用无位置传感器控制方式，由于无需转子位置，减小了电机的体积，降低了成本，但起动困难、动态特性较差。

电磁负荷选择由于永磁无刷直流电动机的电枢是定子，绕组的散热条件优于直流电动机，故其电负荷选取可适当高于直流电动机。磁负荷Bδ取决于永磁体与其外部磁路的匹配关系，同时永磁体的几何尺寸、性能及其充磁方式对Bδ也有较大影响。通常情况下，采用烧结钕铁硼永磁时，其气隙磁密可取0.7~0.9T;采用粘结钕铁硼时，气隙磁密可取0.35~0.45T。

电机极数和槽数的确定当转子外径、铁心有效长度和气隙磁密确定后，电机内气隙圆周的磁通量就确定了，如果选用较多的极数，每极磁通量减小，电机轭部截面积也可以减小;同时绕组端部缩短，用铜量减少，绕组电感减小，有利于绕组电流换向。但极数选得过多会使转子水磁磁极的极间漏磁通增大，降低永磁体的利用率。在相同转速下，极数越多，电机铁心内磁场的交变频率越高，导致电机的铁耗增大，效率下降。随电流交变频率的增大，逆变器开关的开关频率升高，开关损耗增大，所以极数增大后电机的综合效率降低。极数的确定应综合考虑电机的工作性能和经济性。电机设计时，可选择几种极数，对电机特性进行计算，综合比较性能后，确定合适的极数。

电机

极数确定后，可参考电机设计的原则选定定子槽数。一般有两种方案供选择，即整数槽结构和分数槽结构。分数槽结构可有效减小齿槽转矩，其极槽数配合种类多种多样，其中分数槽电机工艺性好，适合大批量生产的小功率电动机，但其永磁体利用率较低。整数槽结构电机多在功率较大的电动机中采用，其永磁材料利用率较高，但需要采取适当措施削弱齿相转矩。

确定了电机的主要参数后，可以根据场路耦合电磁设计方法计算电机的工作特性，将计算结果与设计指标要求相对比，若不满足要求，则调整相应的设计参数重新计算，直至满足设计要求。

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