本文属于类型a，即报告了一项原创性研究的科学论文。以下是对该研究的详细学术报告：
本文由潘龙飞和凌林本共同撰写，两位作者均来自天津航海仪器研究所（Tianjin Navigation Instrument Research Institute）。该研究发表于《中国惯性技术学报》（Journal of Chinese Inertial Technology）2006年第14卷第1期。
直流力矩电机是自动控制系统中常用的执行元件，但其静摩擦力矩（static friction torque）一直是影响系统精度的主要问题。静摩擦力矩会导致系统出现“死区”，从而降低控制精度。随着系统精度要求的提高，如何减少甚至消除静摩擦力矩成为研究重点。传统直流力矩电机的静摩擦力矩主要由三部分组成：电刷与换向器之间的机械摩擦、永磁体与转子导磁体之间的磁滞阻尼（magnetic hysteresis damping），以及转子铁芯开槽引起的磁阻力矩（reluctance torque）。为了消除这些摩擦力矩，本文提出了一种新型无刷直流力矩电机，其电枢采用无铁芯设计，并通过电子换向取代机械换向，从而完全消除了静摩擦力矩。
本文首先推导了无铁芯无刷直流力矩电机的电流、力矩、反电势（back EMF）等参数的计算公式，并提出了合理的设计方法。具体设计流程包括： 1. 电枢绕组设计：采用单层同心绕组（single-layer concentric winding），舍弃传统的双层分布绕组，简化了结构并便于环氧树脂灌注。 2. 磁路设计：使用钕铁硼（NdFeB）永磁体，通过模拟磁路测量气隙磁密（air gap magnetic flux density），为电磁计算提供基础。 3. 参数计算：推导了电流、力矩、反电势、空载转速等关键参数的计算公式，并针对不同的控制方式（如星形接法单相导通、两相导通、三相导通等）进行了详细分析。
根据设计公式和方法，研制了一台无静摩擦力矩的无刷直流力矩电机，并对其进行了实际测试。测试结果表明，该电机不仅完全消除了静摩擦力矩，还具有以下优点： - 电气时间常数小 - 力矩系数大 - 功耗低 - 制造工艺简单
通过实验测试，验证了本文提出的设计方法和计算公式的正确性。具体测试数据包括： - 峰值堵转力矩（peak stall torque）：1.45 N·m - 峰值堵转电流（peak stall current）：1.01 A - 连续堵转力矩（continuous stall torque）：0.98 N·m - 转矩系数（torque coefficient）：1.38 N·m/A - 静摩擦力矩（static friction torque）：0.005 N·m（实际为测试夹具轴承的摩擦力矩） - 电气时间常数（electrical time constant）：0.08 ms
本文提出的无静摩擦力矩无刷直流力矩电机在性能上优于传统有刷力矩电机和部分国外同类产品。其主要优势包括： - 完全消除了静摩擦力矩 - 电气时间常数显著降低 - 力矩系数和效率提高 - 制造工艺简化，可靠性增强
本文通过理论推导和实验验证，提出了一种新型无刷直流力矩电机的设计方法，解决了传统直流力矩电机静摩擦力矩的问题。其创新点包括： - 无铁芯电枢设计 - 电子换向技术 - 单层同心绕组结构
该电机在自动控制系统、精密仪器、航空航天等领域具有广泛的应用前景。其无静摩擦力矩的特性特别适用于高精度控制系统，能够显著提高系统的动态响应和定位精度。
本文还详细分析了不同控制方式（如星形接法、三角形接法）对电机性能的影响，并推导了堵转状态下的电流和力矩计算公式。这些内容为电机的优化设计和实际应用提供了重要参考。
综上所述，本文通过理论推导和实验验证，提出了一种新型无静摩擦力矩的无刷直流力矩电机，具有重要的科学价值和应用价值。其创新设计和优异性能为高精度控制系统的发展提供了新的解决方案。