小容量无刷直流电动机的热阻及连续功率 

摘要：介绍了小容量无刷直流电动机(BLDCM)热阻和热导参数的含义和测量方法。给

出 BLDCM 热阻和热导测量的实例结果，进行分析后得出热导参数随电动机几何尺寸变
化的某些规律。从热导参数与连续输出功率相关的角度分析了 BLDCM 设计功率与几何尺

  

寸及转速等的关系，不能单纯从电磁关系确定。

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　引 言

    小容量无刷直流电动机应用日广，它的各项基本技术参数都受到广泛的关注，如转矩
系数、电势系数、绕组电感、运行效率等。热阻(热导)表示电动机的散热能力，与电动机运
行时的温升直接相关，与电动机的连续输出功率有关，也是电动机的重要参数之一。可是
在国内小电机的文章中，很少有这方面的研究和讨论。本文不是对该问题的详细分析，只
是从工程的角度对某一机座号的电动机进行实例研究，从中对小容量 BLDCM 的热阻(或
热导)建立一些定量的概念，以及对它的一般特性的认识，对 BLDCM 的设计者和应用工

 

程师都是很有益处的。

    2　绕组对环境(大气)

 

的热阻

    在一些 BLDCM 产品目录的技术指标中，常常可以看到包含有绕组对环境的热阻 Rw－
a 这一项，它是指 BLDCM 在堵转情况下绕组的温升(τw)与绕组内铜损耗(Pw)之比。

每瓦绕组铜损引起的绕组温升值。它的倒数称为热导(Λw－a)。

    绕组对环境单位温差时单位时间内散出的热量。可以看出，这项参数与绕组的容许温

 

升直接决定了绕组容许的连续堵转电流，因而决定了连续堵转转矩的值。

    如果电动机不是堵转，在正常运行情况下，它的连续输出功率也是受到绕组容许温升
的限制，只是这时同样绕组对环境的温升是由电动机的总损耗(∑P)--包括绕组铜损、铁损、

∑

机械损耗等决定的，与 P 全部集中在绕组内引起的温升会有些区别。如果定义 BLDCM
运行时的绕组温升与总损耗通过这个参数来分析电动机运行问题会很方便。可是 BLDCM
运行时损耗分配状态不断变化，Rm

 

便没有一个固定的值，也无法进行实际测定。

    小容量 BLDCM 的特点是表面自然冷却，电动机机壳表面对环境的温升占绕组温升的
主要部分；绕组在电动机定子上，与机壳之间的温差不大，热阻较小，所以电动机内部
的损耗如果相同，即使分布有些变化，绕组的温升也不会有多少改变。从这一实际情况出
发，有理由用绕组对环境的热阻(Rw－a)来判断电动机运行情况下的温升，以及判断容许
的连续输出功率，不会有很大的出入。基于这种分析，本文所指的电动机的热阻(或热导)
都是指的 Rw－a(或 Λw－a)  

。

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　热阻测试实例

    实验用的样机是 57 机座的 BLDCM，有三种长度尺寸。实验的目的是为了一般研究分析
用，对实验的条件没有很严格的规定，实验在室温无通风条件下进行，电动机安装常用