来源:永磁电机厂家 发布时间:2015/9/30 16:42:00 点击量:
针对表面—内置式永磁转子同步电机的结构特点,采用有限元法对表面—内置式永磁转子同步电机的表面式永磁体进行优化。建立表面—内置式永磁转子同步电机不同充磁方式和结构的有限元模型,计算其瞬态磁场,研究额定负载下的气隙磁密分布。分析其不同充磁方式和结构对空载反电势正弦特性、齿槽转矩、转矩波动和功率因数的影响,求解出表面—内置式永磁转子同步电机最佳的充磁方式和结构。分析结果表明,优化后的表面—内置式永磁转子同步电机的性能得到有效改善。
永磁电机结构简单,运行可靠、体积小、效率高,在航空航天、数控机床、电动汽车及家用电器等要求大功率密度、高运行效率的场合得到广泛的应用。
有学者提出了一种采用径向充磁同心式表面式永磁体(SPM)的表面—内置式永磁转子同步电机(SIPMSM),它具有表面式永磁转子同步电机和内置式永磁转子同步电机的优点。也有学者研究了永磁体阵列设计和优化方法,利用气隙磁场的解析模型,优化了基波幅值和波形畸变率,但由于SIPMSM结构比较特殊,其气隙磁场的解析模型也比较复杂。有人首先利用拉普拉斯方程对永磁同步电机的永磁体形状进行推导,推出了两种近似永磁形状代替标准正弦形永磁体,这种方法虽然能改善电机的性能,但永磁体加工工艺复杂。也有实验家通过建立电机的二维有限元模型,优化永磁体的厚度及径向和切向磁体宽度配比,分析了优化方案对电机性能的影响,但这种电机结构永磁体用量较大。对平行充磁和径向充磁两种充磁方式进行了研究,分析了不同充磁方式对气隙磁密的影响。
本次采用有限元法对SIPMSM的SPM进行优化,分析SPM采用不同充磁方式和结构对气隙磁密、空载反电势、齿槽转矩、转矩波动和功率因数等性能的影响,得到使电机性能最佳的优化方案。
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