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1、DOI:10.16356/j.1005-2615.2006.03.004第38卷第3期南京航空航天大学学报Vol.38No.32006年6月JournalofNanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsJun.2006切向结构永磁同步电机极对数的选择赵朝会朱德明秦海鸿严仰光(南京航空航天大学航空电源航空科技重点实验室,南京,210016)摘要:对于具有“聚磁”作用的切向结构永磁同步电机,增加极对数可以提高气隙磁密,使得电机体积减小、重量减轻,效率、转矩增大,但极对数的增加存在一个较为
2、合理的值。本文定义了切向结构永磁同步电机“聚磁”的概念,并利用有限元分析软件讨论了极对数与气隙磁密、每极磁通、空载电势、转子导磁体磁密等物理量之间的关系。结论:(1)计及导磁材料饱和的情况下,气隙磁密和总磁通随极对数的增加存在一个最大值,即存在一个合理的极对数;(2)用气隙磁密Bδ与稀土永磁体的内磁感应强度BM之比来表示聚磁作用的程度时,极对数大于等于3时,电机具有聚磁能力;用Bδ与稀土永磁体的剩磁感应强度Br之比来表示聚磁作用的程度时,仅当极对数大于等于4时,切向结构永磁电机才显现出聚磁现象;(3)切向结构永磁电机极对数在
3、3～6时较为合适。关键词:极数;切向结构永磁同步电机;磁通密度;有限元分析中图分类号:TM313;TM303;TM351文献标识码:A文章编号:1005-2615(2006)03-0281-05PolePairsSelectionofIPMSynchronousMachineZhaoChaohui,ZhuDeming,QinHaihong,YanYangguang(Aero-PowerSci-TechCenter,NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics,Nanjing,2100
4、16,China)Abstract:Increasingpolepairsoftheinteriorpermanentmagnet(IPM)synchronousmachinecanboostitsairgapfluxdensity,raiseitsefficiencyandtorque,andreduceitsvolumeandweight.Theconceptof“fluxconcentrationfunction”isdefinedintheIPMsynchronousmachine.Thefiniteelementa
5、nalysis(FEA)softwareisusedtoanalyzephysicalrelationsamongpolenumberstoairgapfluxdensity,perpoleflux,non-loadelectricpotential,fluxdensityofrotorleadmagnetmaterial,fluxdensityofstatortooth,etc.Finally,threeconclusionsaregiven:(1)Whenthesaturationoftheleadmagnetmater
6、ialisconsidered,theairgapfluxdensityandthesumofperpolefluxproduceamaximumwiththeincreaseofpolepairs,thatis,IPMmachinehasasuitablepolepairs;(2)IPMmachinebears“fluxconcentrationfunction”,whenitspolepairsismorethanorequalto3,Bδ/BM>1;whenitismorethanorequalto4,Bδ/Br>1;
7、(3)PolepairsoftheIPMmachineis3～6tobesuitable.Keywords:polepairs;interiorpermanentmagnetsynchronousmachine;fluxdensity;finiteelementanalysis中,永磁体呈并联工作状态,由两块稀土永磁体提引言供电机的每极磁通,每块稀土永磁体的磁势提供每由于切向结构永磁同步电机具有转矩高、动态对极磁势,因此电机的气隙磁感应强度能得到提性能好等特性,近年来被广泛地应用于工业领域和高。但是,转轴侧永磁体的漏磁相对较
8、大。为了减[1,2]家电行业。小漏磁,提高电机的过载能力,文献[3]从辅助磁极在切向结构永磁同步电机(见图1)的转子结构的设置研究了电机性能的优化,文献[4]从非导磁基金项目:国家自然科学基金(50337030)重点资助项目。收稿日期:2005-06-03;修订日期:2005-09-23作
