曾 红，王元昊，张志华

永磁无刷直流电机性能的影响因素的数学推导与分析

曾 红1，王元昊1，张志华2

（1.辽宁工业大学 机械工程与自动化学院，辽宁 锦州 121001; 2. 锦州汉拿集团新能源事业部 辽宁 锦州 121000）

在理论上推导出电机性能的影响因素是科学设计电机的前提。按照电机学和电磁学理论，经过多个变量的代数运算后，永磁无刷直流电机的电磁转矩和电磁效率可用多元函数来表达，两者的决定性因素是额定电压、平均半匝长系数、永磁体厚度、极数和气隙等设计参数。通过对多元函数表达式分析单调性和极值可以得出电磁转矩和效率关于各设计变量的变化趋势，这些趋势可以为永磁无刷直流电机研发人员选取优化设计变量和调整变量的数值提供方向。

永磁无刷直流电机；电磁转矩；电磁效率；数学分析

目前国内关于永磁无刷直流电机的设计没有成熟的方法，多数企业主要依靠经验来进行电机的设计和分析[1-2]。对于真正的电机产品设计，在理论上推导出电机性能的影响因素是科学合理设计电机的前提。

本文按照电磁学理论和电机学理论，将电机设计过程中多个变量进行代数运算，得出此类电机的电磁转矩和电磁效率的多元函数表达式，找出影响电机性能的因素，再针对其中的各种因素进行函数单调性分析和极值分析，得到在这些影响因素的作用下电机性能的发展规律，这些规律将为此类电机研发人员的CAD和CAE仿真提供明确的指导性意义。……