转子偏心凸极永磁电机电枢磁场解析研究.pdf

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1、船电技术

2、应用研究Vol.35No.102015.10转子偏心凸极永磁电机电枢磁场解析研究曹晴，李槐树，周羽，周石（海军工程大学电气工程学院，武汉430033）摘要:本文基于许-克变换针对转子偏心凸极永磁电机建立了磁场计算模型。首先计算方波磁势作用下电机的直、交轴电枢磁场；然后计算不规则磁势分布条件下的直、交轴电枢磁场；电枢磁场即为两者叠加。该方法适用于各种偏心情况下的电机磁场计算。将本模型计算的电枢磁场分布与有限元比较，结果吻合，证明其准确性和有效性。关键词：转子偏心凸极永磁电机直、交轴电枢磁场中图分类

3、号：TM351文献标识码：A文章编号：1003-4862（2015）10-0074-04AnalyticalStudyonCalculatingArmature-reactionFieldofSalientPMSMwithEccentricRotorCaoQing,LiHuaishu,ZhouYu,ZhouShi(CollegeofElectricalEngineering,NavalUniversityofEngineering,Wuhan430033,China)Abstract:Modelsbase

4、donSchwarz–Christoffel’stransformationofasalientPMSMwithrotoreccentricityispresented.Atfirst,motor’sdirect-quadrature(d-q)axis’sarmature-reactionfieldundersquarewavemagnetomotiveforceiscalculated.Then,d-qarmature-reactionfieldundermagnetomotiveforcewithou

5、tregulardistributionisanalyzed.Finally,armature-reactionfieldcanbeobtainedbysuperposingthem.Thismethodcanbeappliedtomagnetcalculationofdifferenttypesofmotorswithrotoreccentricity.Armature-reactionfieldofthismotorwascalculatedbyusingthisanalyticalmethodand

6、FiniteElementMethod(FEM).Theresultsshowsthatthetwocasesagreewell,andthevalidityandaccuracyofthepresentedmethodareverified.Keywords:eccentricrotor;salientPMSM;d-qaxis;armature-reactionfield需重新建立模型，剖分网格，使用不够便捷。解0引言析计算法可方便快捷的进行电机结构参数的更凸极永磁电机具有高功率密度、高过载能力、改，优

7、化电机性能。易于弱磁调速、调速范围宽、突出的转矩控制能现有运用解析法进行磁场计算和分析的研力等优点。因此广泛应用于风力发电、航空航天、究，主要针对表贴式永磁电机，凸极永磁电机通[2]数控加工以及新能源混合电动汽车等领域。采用常采用有限元法进行磁场计算，少有文献对复杂转子偏心结构的凸极PMSM，气隙不均匀，气隙结构的凸极永磁电机磁场计算提出一般的解析表磁场中的谐波含量减小，因而电动势和电流的谐达式。如文献[5]采用解析法计算考虑开槽的分数波含量减小，附加的谐波铁损和铜损减小，使得槽集中绕组永磁同步电机电枢反

8、应磁场，分析了[3-4]电机效率大幅提升。转子偏心凸极永磁电机结不同极槽配合电机的电枢反应磁场的谐波成分和构复杂，利用有限元计算，电机结构参数改变时开槽对谐波成分和幅值的影响；文献[6]采用解析法计算表贴式永磁电机空载气隙磁场，求解拉普收稿日期：2015-08-25拉斯方程和泊松方程，通过矢量磁位求得气隙磁作者简介：曹晴(1990-)，女，硕士研究生。研究方向：通密度表达式；文献[7]、[8]采用有限元数值计算异步起动永磁同步电动机。74Vol.35No.102015.10船电技术

9、应用研究得到嵌入式永磁

10、电机的气隙磁密波形，充分考虑作用于直轴磁路时，一部分降在气隙上，一部分电机的漏磁、饱和等因素的影响，计算精度高。降在永磁体所占的区间。其走向分布见图2。直为了简化其磁场计算，方便电机结构参数调整，轴电枢磁场由直轴电枢磁势fd和转子铁心磁势优化电机，有必要对此类结构复杂永磁电机电枢Fm共同作用产生，转子铁心磁势Fm是与电枢磁反应磁场的一般分布规律进行研究。势大小相关的方波磁势。区间I、II的磁通分别本文首先利用许克变换得到的隐函