提高盘式微电机电磁转矩的分析测试与改进设计

为了提高盘式微电机的电磁转矩,针对气隙磁通密度和电枢电流强度两个方面,对转矩特性、磁场分布和对流散热等影响因素进行研究。根据安培力的产生原理,推导了平面定子绕组在轴向磁场中的电磁转矩公式;对永磁体产生的气隙磁场进行了三维数值计算和实际测量,给出提高工作磁通密度的重要因素;根据基于热–流耦合的空气对流散热机理,分析并实测了温度场分布规律,提出利于对流的主动散热结构。研究结果表明:气隙厚度对磁通密度影响显著,由1.5 mm减小到1.0 mm,转矩常数增加22.6%;而磁体厚度的增加具有饱和特性。对流通道的建立大大加强了发热的耗散,改进后电流强度可提高52%。所设计的微电机性能良好,具有较高的实用价值,对其研究的计算分析方法精度较高,具有推广的潜力。