表面埋入式永磁电机磁场解析

发布时间：2018-10-09 16:26

【摘要】：准确计算永磁电机的气隙磁场分布是设计、优化电磁性能的关键。该文在二维极坐标平面内建立表面埋入式永磁电机的精确子域解析模型,求解区域划分为定子槽子域、气隙子域和转子槽子域,根据分离变量法求解各子域的矢量磁位通解,并利用各子域之间的边界条件得出相关谐波系数。模型考虑了普通/交替极转子结构,永磁体径向/平行充磁方式,隔齿绕/全齿绕两种形式的分数槽集中绕组,可计算电机空载磁场、电枢磁场和负载磁场分布。以一台40极48槽交替极转子结构永磁电机为例,将气隙磁密波形的解析计算结果与二维有限元结果相比较,验证了解析模型的准确性。
[Abstract]:Accurate calculation of air gap magnetic field distribution of permanent magnet motor is the key to design and optimize electromagnetic performance. In this paper, an exact subdomain analytical model of the surface embedded permanent magnet motor is established in the two-dimensional polar coordinate plane. The solution region is divided into stator slot subdomain, air gap subdomain and rotor slot subdomain. The vector magnetic potential general solutions of each subdomain are solved by the method of separating variables. The correlation harmonic coefficients are obtained by using the boundary conditions between the subdomains. The model takes into account the common / alternating pole rotor structure, the radial / parallel magnetization mode of permanent magnet, and the fractional slot concentrated winding in the form of gear separation / full tooth winding. The distribution of the no-load magnetic field, armature magnetic field and load magnetic field of the motor can be calculated. Taking a permanent magnet motor with a 48-slot alternating pole rotor with 40 poles as an example, the accuracy of the analytical model is verified by comparing the analytical results of the air-gap magnetic density waveform with that of the two-dimensional finite element method.
【作者单位】： 强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学);
【基金】：国家自然科学基金项目(51177056)~~
【分类号】：TM351

【参考文献】

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4 郭思源;周理兵;曲荣海;凌在汛;;基于精确子域模型的游标永磁电机解析磁场计算[J];中国电机工程学报;2013年30期

【共引文献】

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3 李琛;章跃进;仇志坚;;无轴承交替极永磁电机空载气隙磁场全局解析模型[J];电工技术学报;2012年11期

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10 佟宪良;王德俊;边技超;张建波;;高速新型永磁电机结构及性能试验分析[A];第11届全国转子动力学学术讨论会（ROTDYN2014）论文集（上册）[C];2014年

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4 ;让科技创新的旗帜高高飘扬[N];包头日报;2011年

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4 朱小春;内转子式片状无轴承永磁电机的研究[D];南京航空航天大学;2005年

5 周晓燕;永磁电机二维电磁场软件平台[D];沈阳工业大学;2003年

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8 蒋丽萍;交流永磁电机的控制仿真研究[D];华中科技大学;2012年

9 符嘉靖;永磁电机电磁振动的磁—固耦合分析[D];浙江大学;2012年

10 韩汇文;基于磁固耦合的永磁电机电磁振动分析[D];浙江大学;2014年

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本文编号：2259990