车用双层内嵌式永磁电机转子磁极优化设计研究

发布时间：2021-01-23 20:04

　　针对双层内嵌式永磁（IPM）电机现有空载气隙磁密解析模型与实际波形存在误差的问题,根据电机空载磁力线分布情况,提出一种考虑气隙磁密极弧边缘效应的空载气隙磁密解析模型。该模型能进一步提升空载气隙磁密谐波计算精度,并通过与有限元分析（FEA）法和传统解析法进行对比,验证了模型的有效性。采用定子齿滤波系数和定子轭滤波系数分别描述定子齿磁密和定子轭磁密与气隙磁密的内在联系。根据铁心损耗公式,引入定子谐波铁耗表征系数,采用改进磁路模型,保证空载气隙磁密基波幅值不变,以电机谐波损耗为优化目标对转子磁极进行优化。采用有限元法对比基准电机和优化后的电机空载定子铁耗和负载工况下的电机性能,验证了优化结果的有效性。 

【文章来源】：电机与控制学报. 2020,24(09)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

转子结构示意图

磁路模型是常见的永磁电机空载气隙磁密分析方法，其能有效地建立电机尺寸参数与空载气隙磁密的关联，方便进行电机参数选择和快速设计。文献[19]采用磁路模型将双层内嵌式永磁电机空载气隙磁密简化为理想的双层方波形式。图1所示的转子结构，其空载气隙磁密波形如图2所示。图3为双层内嵌式永磁电机等效磁路。图3 双层内嵌式永磁电机等效磁路

图2 等效为双层方波的空载气隙磁密波形图3中:Φr1为下层永磁体所产生的总磁通;Φr2为上层永磁体所产生的总磁通;Rmo1为下层永磁体的总内磁阻;Φmo1为通过Rmo1的内磁通;Rmo2为上层永磁体的总内磁阻;Φmo2为通过Rmo2的内磁通;Rg1为仅由下层永磁体产生磁通通过的气隙的磁阻;Rg2为上、下层永磁体产生磁通共同通过的气隙的磁阻;Φg1为通过Rg1的磁通;Φg2为通过Rg2的磁通;Φ1mb1为下层永磁体在隔磁磁桥b1处的漏磁通;R1mb1为Φ1mb1所对应的漏磁阻;Φ1mb2为下层永磁体在隔磁磁桥b2处的漏磁通;R1mb2为Φ1mb2所对应的漏磁阻;Φ2mb1为上层永磁体在隔磁磁桥b1处的漏磁通;R2mb1为Φ2mb1所对应的漏磁阻;Φ2mb2为上层永磁体在隔磁磁桥b3处的漏磁通;R2mb2为Φ2mb2所对应的漏磁阻;Φ1ml1和Φ1ml2为通过下层永磁体两侧磁障处的漏磁通，其对应的磁阻分别为R1ml1和R1ml2;Φ2ml1和Φ2ml2为通过上层永磁体两侧磁障处的漏磁通，其对应的磁阻分别为R2ml1和R2ml2。以上参数的表达式为:

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：2995843