磁钢充磁方式对表贴式永磁电机磁场影响分析

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1、第15卷第12期电机与控制学报Vol.15No.122011年12月ELECTRICMACHINESANDCONTROLDec．2011磁钢充磁方式对表贴式永磁电机磁场影响分析111，2李延升，窦满峰，赵冬冬(1．西北工业大学自动化学院，陕西西安710129;2．贝尔福蒙贝利亚技术大学系统和交通实验室，法国贝尔福90000)摘要:针对永磁电机中不同充磁方式时磁场的分布和强度不同，分析了径向、平行和Halbach3种磁体结构，建立了内转子和外转子永磁电机的有限元分析模型，对比3种充磁方式时永磁电机气隙磁场的

2、分布特点，明确了3种充磁方式的适用场合，给出了极对数和永磁体厚度对电机气隙磁场分布影响的变化规律。结果表明:采用平行充磁的内转子永磁电机有更大的气隙磁密，而外转子永磁电机采用径向充磁时的气隙磁密较大;Halbach磁化结构可提高气隙磁密波形的正弦分布程度，减小转子轭部磁密，适合于多极的永磁电机。关键词:径向充磁;平行充磁;Halbach磁化结构;表贴式永磁电机;有限元分析中图分类号:TM351文献标志码:A文章编号:1007－449X(2011)12－0026－06Analyticalmagneticfi

3、eldofmagnetizationmannersinsurface-mountedPMmotor111，2LIYan-sheng，DOUMan-feng，ZHAODong-dong(1．SchoolofAucomation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi'an710129，China;2．SystemandTransportationLaboratory，UniversityofTechnologyBelfort-Montbeliard，Belfort900

4、00，France)Abstract:Theeffectsofmagnetizationofthepermanentmagnet(PM)onthemagneticfielddistributionandperformancesofPMmotorwerepresented．ThreecommontypesofPMmagnetizationfieldpatterns，Radial，ParallelandHalbachmagnetizationwerestudied．Thentheaccurate2Dfinit

5、eelementanalysismodelaccordingtoanalyzingthedifferencesbetweenthefieldsofthemachinewithdifferentmagnetiza-tionsinbothinternalandexternalrotorwereestablished．Theprinciplesofthetotalairgapfluxvariedwiththepolenumberandthicknessofmagnetwereanalyzed．Thetestin

6、gandsimulationresultsshowthatinternalrotormachineswithinaparallelmagnetizedhasagreaterfluxdensitythesameastheexternalro-tormachineswithinradialmagnetized;Halbachmagnetfittedformulti-polarPMmotorcanimprovethesinusoidalwaveformdistributionofair-gapfluxdensi

7、tyanddecreasetherotoryokeflux．Keywords:radialmagnetization;parallelmagnetization;halbachmagnet;surface-mountedPMmotors;finiteelementanalysis收稿日期:2011－06－24基金项目:陕西省自然科学基金重点项目(2011GZ013)作者简介:李延升(1983—)，男，博士研究生，研究方向为无刷直流电机及其控制;窦满峰(1967—)，男，教授，博士生导师，研究方向为电机设计

8、及其控制;赵冬冬(1986—)，男，博士研究生，研究方向为永磁同步电机及其控制。第12期李延升等:磁钢充磁方式对表贴式永磁电机磁场影响分析27N0引言→rS表贴式的永磁体一般采用径向充磁或平行充磁→兹［1］的方式。平行充磁加工工艺简单，成本低，径向充磁磁钢加工相对复杂，近年来才得到发展。Hal-MrM→bach磁化结构是将不同磁化方向的永磁体按照一定顺序排列，在粒子加速、磁悬浮、NMR等领域广泛（a）径向充磁［2－3］应用。N