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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 。

2

 

U

形转子磁路结构永磁同步电动机磁场分布

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

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

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

s

d

的增大也在增大

(

如图

4

) ,

这是由于在加大

s

d

长度时尽管增大了空气的面

,

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

d

的长度

,

进一步达到

减小 σ

1

的目的 。

4

 极间漏磁系数σ

1

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

d ( s

= 1mm , = 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

5

 极间漏磁系数σ

1

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

得最小值

, t

太大或太

小都 会 使σ

1

变 大

,

5

所示 。所以必须

要进行电磁场求解确

t

的长度

,

以使得极间漏磁系数 σ

1

取最小值 。

最后

,

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

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

,

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

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

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 - ) ,

,

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

  

D

设计分析

esign and analysis