２００５年第四届中国电机发展论坛论文集

高效永磁同步电机的工程设计研究

王步来

（上海海事大学电气自动化系２００１３５）

１、概述

上世纪８０年代问世的钕铁硼永磁材料以其优越的磁性能引起国内外电机学术界的广泛

关注。与传统的异步电机相比，采用钕铁硼作为励磁源的永磁同步电机，其效率、功率因数

均有很大的提高，节能效果十分明显，是一种很有前途的高效节能产品。

与电励磁同步电机相比，永磁同步电机结构简单、体积小、运行可靠。尤其是其解决了

电励磁同步电机的起动困难的问题。只要设计恰当，永磁同步电机的起动性能几乎可以与异

步电机媲美。可以肯定，随着永磁同步电机设计技术的不断成熟和社会对这种电机优越性能

的逐渐认识，永磁同步电机的应用会越来越广。

由于永磁同步电机的磁路结构复杂，学术界对这类电机的理论分析投入了大量的精力。

文献ｎ１给出了内置式永磁同步电机的等效电路，文献乜¨朝研究了永磁同步电动机的起动过程。

类似的研究文章很多，大多着眼理论研究和分析。这些研究对于指导制造工厂进行研究开发

有一定的帮助，然而还不能直接指导工程师进行永磁同步电机的设计。本文从设计工程师的

角度出发，提出一套针对工厂设计人员的工程设计方法。

２、高效永磁同步电机设计的主要任务

异步电动机、同步电动机以及永磁同步电动机的定子部分设计相似，主要区别在于转子

的设计。永磁同步电动机设计的主要任务是确定电机的主要尺寸和电机的磁路结构，选择永

磁体的牌号，估算永磁体的体积，设计定、转于冲片和绕组数据，然后应用性能校核程序对

初始方案进行计算，调整电动机某些设计参数直至电磁设计方案符合性能指标。目前经常使

用的电磁设计方法是等效磁路法和电磁场数值解法ｎ １。本文采用等效磁路法编制了基于ｖＢ

的永磁同步电机性能校核程序，适合于内置式永磁同步电动机。限于篇幅，略去设计程序框

图。

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