考虑发热限制的双余度无刷直流电机定子裂比优化方法  被引量:2

Split Ratio Optimization Method for Dual-Redundancy Brushless DC Motors Considering Thermal Limitations

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作  者:李全武[1] 窦满峰[1] 

机构地区:[1]西北工业大学自动化学院,西安710072

出  处:《电工技术学报》2015年第22期19-26,共8页Transactions of China Electrotechnical Society

基  金:中国科学院光电研究院雏鹰计划资助项目(2012005)

摘  要:针对一种航空机电作动器用双余度无刷直流电机在外形尺寸及发热限制下的转矩提升问题,提出一种新型的双余度无刷直流电机定子裂比优化方法。该优化方法通过限定铜耗密度以限制电机整体发热,限定电流密度以限制绕组局部发热,以发热限制为电磁转矩边界,针对单绕组工作冷备份与双绕组工作热备份两种备份方式,通过分析电磁转矩与定子裂比的关系,推导得出两种备份方式使电磁转矩最大的最优定子裂比表达式。利用有限元仿真对最优定子裂比解析值进行了验证,误差小于2%;依照本方法试制出样机,样机电磁转矩测试值与解析值相比误差为9.3%。仿真及测试结果表明,所提出的新型定子裂比优化方法可在双余度无刷直流电机外形尺寸一定、限制发热条件下,使转矩得到充分提升。A novel split ratio optimization method used in aviation electromechanical actuator is proposed to increase the torque of dual redundancy brushless DC motor (DRBLDCM), where volume and reliability can be ensured. Global thermal limitation of motor is set by limiting copper loss density, and local thermal limitation of coil is set by limiting current density. Expression of optimal split ratio for warm spare and cold spare is presented by analyzing the relationship between spilt ratio and electromagnetic torque. The analytical optimal split ratio value is verified by finite element analysis (FEA), and the error is less than 2%. Testing value of electromagnetic torque is 9.3% less than the analytical value. FEA and testing results proved that the method can increase the torque of DRBLDCM with limited size and heat.

关 键 词:双余度 无刷直流电机 定子裂比 发热限制 

分 类 号:TM351[电气工程—电机]

 

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