永磁同步电机转子偏心空载气隙磁场解析计算

发布时间：2021-04-07 11:08

　　转子偏心对永磁同步电动机的气隙磁密产生影响,进而影响电机的性能。为计算转子偏心时的空载气隙磁场,提出基于等效变换的解析计算方法。将转子偏心电机模型等效为定转子中心重合的理想模型,等效后电机模型永磁体剩磁按等效变换原则进行相应变换,变换后电机结构参数保持不变。将等效电机模型划分为永磁体、气隙、槽口和开槽4个不同子域,针对转子静偏心和动偏心两种不同情形,结合子域法给出等效后电机模型各子域内矢量磁位的具体解析表达式,进而求出转子偏心状态下电机的空载气隙磁场。选取两种不同电机为分析对象,通过与有限元仿真结果的对比分析,所提解析计算方法在计算空载气隙磁密的径向分量和切向分量时均具有较高的精确度,验证了该方法的有效性。 

【文章来源】：电机与控制学报. 2020,24(08)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

电机模型子域和参数符号

等效变换前后永磁体剩磁示意图

图3为解析计算方法和有限元分析方法所得8p/12s电机模型的气隙磁密对比曲线，两种方法所得曲线的纵向误差如表2所示。由图3和表2可知，解析计算方法所得到的径向磁密曲线和切向磁密曲线与有限元仿真结果近乎一致。与径向磁密曲线相比，切向磁密曲线间的纵向误差稍大，但也维持在较低水平，验证了所提解析计算方法的准确性。解析计算方法的理论基础是拉普拉斯方程和傅里叶级数，理想情况下，傅里叶级数展开式的最高阶次应为无穷大。但在实际计算中，其最高阶次只能设定为合适的有限值，否则会使矩阵方程组的维度过大而无法求解，这会引起一定的计算误差。此外，由图3可知，转子偏心造成气隙长度不均匀分布，进而对气隙磁密产生一定影响。气隙长度小的位置气隙磁密相对较大，而气隙长度大的位置气隙磁密相对较小。图4对比了解析计算方法和有限元分析方法所得10p/12s电机模型的气隙磁密曲线。与8p/12s电机模型一致，该对比结果同样验证了所提解析计算方法的有效性。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3123379