磁力线方向的长度是
7mm
。图中隔磁桥的宽度和用来封
挡切向永磁体的硅钢片部分宽度都已经经过机械强度的
计算取最小值
,
同时也满足了模具加工的要求 。
图
2
U
形转子磁路结构永磁同步电动机磁场分布
图
3
U
形转子磁路结构永磁同步电动机的隔磁尺寸
首先
,
研究了
s
和
d
的变化对漏磁系数的影响
,
此时
t ( t
= 8mm)
保持不变 。在电机设计时
, s
和
d
是为放置永
磁体而必须有的两个裕留量 。经过电磁场求解后发现
,
极间漏磁系数 σ
1
随
s
和
d
的增大也在增大
(
如图
4
所
示
) ,
这是由于在加大
s
和
d
长度时尽管增大了空气的面
积
,
使得隔磁桥的长度加大了
,
但是同时它使得隔磁桥的
宽度也增大了
,
导致σ
1
不是减小而是增大了 。所以电机
设计过程中应尽可能的减小
s
和
d
的长度
,
进一步达到
减小 σ
1
的目的 。
图
4
极间漏磁系数σ
1
与
s
、
d
的关系
其次
,
研究了
t
的变化对漏磁系数的影响
,
此时
s
和
d ( s
= 1mm , d = 2mm)
保持不变 。一般认为
,
只要在机械
强度上得以满足
, t
的长度越大越好
,
但是经过电磁场求
图
5
极间漏磁系数σ
1
与
t
的关系
解之后发现
, t
的长度
取特定 值时才可以使
得极间漏磁系数σ
1
取
得最小值
, t
太大或太
小都 会 使σ
1
变 大
,
如
图
5
所示 。所以必须
要进行电磁场求解确
定
t
的长度
,
以使得极间漏磁系数 σ
1
取最小值 。
最后
,
对
t
的变化对气隙磁密波形的影响进行了研
究 。此时气隙长度不变 。分别在
t
= 10mm
和
t
= 2mm
时通过电磁场求解得到
U
形磁路结构转子永磁同步电动
机的气隙磁密波形 。如图
6
所示 。从图中不难得出
,
图
6b
所示电机的极弧系数大于图
6a
所示电机的极弧系数
,
这也证实了
, t
较大时
,
极弧系数小
, t
较小时
,
极孤系数
大 。对图中的两个磁密波形进行付氏分解
,
可以从频谱
看出图
6a
的低次谐波的含量高于图
6b
。所以在漏磁系
数得以保证的情况下
,
应该使
t
取得小一些
,
减小低次谐
波的含量
,
当然也可以通过增大气隙来减小气隙磁密低
次谐波含量 。
(a)
t
= 10mm
磁密波形
(b)
t
= 2mm
磁密波形
(c)
t
= 10mm
频谱图
(d)
t
= 2mm
频谱图
图
6
气隙磁密波形和频谱分析图
3
结 论
(1) U
形转子磁路结构永磁同步电动机中永磁体放
置时
,
为了减小极间漏磁系数 σ
1
; s
和
d
的长度不应取得
过大
,
留出安装的裕量即可 。
( 2)
在机械强度满足的情况下
, t
越大
,
极间漏磁系
数不一定就会减小
, t
的长度取特定值时才可以使得极间
漏磁系数σ
1
取最小值 。此外
,
当气隙长度一定时
, t
的增
大还会导致气隙磁密中低次谐波的含量增大 。所以应结
合电磁场计算来确定
t
的长度 。
参考文献 :
[ 1 ]
唐任远
.
现代永磁电机理论与分析
[ M ] .
北京
:
机械工业出版社
,
1997 ,12.
[ 2 ]
陈世坤
.
电机设计
[ M ] .
北京
:
机械工业出版社
,1982.
[ 3 ]
Guo Zhenhong , Tang Renyuan ,Wu Yanzhong. Comparison on Vari
2
ous PMSM Rotor Geomet ries [ C ] . Proceedings of t he second Chi
2
nese International Conference on Elect rical Machines , CICEM
’
95 ,
Hangzhou : International Academic Publisher ,1995 :381 - 383.
作者简介
:
张东
(1975 - ) ,
男
,
硕士研究生
,
研究方向为特种电机
及其控制技术 。
2
1
微特电机
2003
年第
3
期
D
设计分析
esign and analysis