為了準確、快速優(yōu)化表貼式永磁同步電機磁極形狀,降低氣隙磁通密度波形畸變率,該文針對磁極偏心結構表貼式永磁同步電機,提出一種非線性混合磁場解析方法。首先基于子域分析方法建立磁極偏心型表貼式永磁電機磁場解析模型,同時建立考慮定、轉子鐵心磁導率非線性變化的等效磁網(wǎng)絡模型。根據(jù)鐵磁材料的B-H曲線計算出任意時刻定、轉子鐵心相對磁導率的分布情況,通過迭代計算得到修正系數(shù),用于考慮定、轉子鐵心磁阻對電機空載特性的影響,并基于該混合磁場解析模型對氣隙磁通密度、反電動勢進行計算分析。在此基礎上對磁極尺寸參數(shù)進行優(yōu)化設計,得到最優(yōu)磁極結構參數(shù)。最后設計、制作一臺8極36槽磁極偏心型表貼式永磁同步電機,通過有限元仿真和實驗測試對該文所提出混合磁場解析法的準確性進行了驗證。 

【文章來源】：電工技術學報. 2020,35(18)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

磁極偏心結構幾何示意圖

圖2給出了磁極偏心結構表貼式永磁電機的子域模型示意圖，對4個子域進行編號，永磁體為子域1區(qū)域，氣隙為子域2區(qū)域，定子槽為子域3區(qū)域，定子槽口為子域4區(qū)域；Rm為永磁體內(nèi)表面半徑，Rc為槽開口內(nèi)半徑，Rsb為定子槽底面半徑，Re為定子外徑，槽開口角度為δ，定子槽寬角為β。為了便于分析，做出如下假設：(1）忽略定、轉子鐵心磁阻的影響。

由于永磁電機磁場分布較為復雜，當鐵磁材料鄰近飽和、磁通路徑較長或者氣隙長度較小時，鐵磁材料磁阻占整個磁路回路的比例較大，對電磁參數(shù)的影響不可忽略。而在子域法磁場解析模型中通常假設鐵磁材料磁導率為無窮大，忽略了定、轉子鐵心磁阻非線性變化對磁場解析計算結果的影響。因此在前文基礎上，建立了定、轉子鐵心等效磁網(wǎng)絡解析計算模型，如圖3所示。用于分析考慮鐵磁材料非線性變化對徑向氣隙磁通密度、空載反電動勢等電磁參數(shù)準確計算的影響，得到考慮定、轉子鐵心磁阻的修正系數(shù)，并總結相應的設計規(guī)律，本文以DW270鐵磁材料的B-H曲線為例。圖4給出了電機的等效磁網(wǎng)絡模型，圖中，G1k為單個定子齒頂磁導，G2k為單個定子齒部磁導，G3為定子軛部磁導，G4為轉子軛部磁導，G5為氣隙磁導，F(xiàn)m為永磁體提供的磁動勢。為了準確分析單個磁回路中磁力線通過定子齒部的數(shù)量，根據(jù)電機的極槽數(shù)，對槽數(shù)和極數(shù)比值進行取整近似地作為磁通路徑中定子齒部和齒頂?shù)牟⒙?lián)支路對數(shù)n為

【參考文獻】：
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