新型横向磁通永磁电机三维磁路分析.pdf

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1、第30卷第33期中国电机工程学报Vol.30No.33Nov.25,2010902010年11月25日ProceedingsoftheCSEE©2010Chin.Soc.forElec.Eng.文章编号：0258-8013(2010)33-0090-06中图分类号：TM351文献标志码：A学科分类号：470·40新型横向磁通永磁电机三维磁路分析吴迪，辜承林(华中科技大学电气与电子工程学院，湖北省武汉市430074)3DMagneticCircuitAnalysisofaNovelTransverseFluxPermane

2、ntMagnetMachineWUDi,GUChenglin(CollegeofElectricalandElectronicEngineering,HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,HubeiProvince,China)ABSTRACT:ThispaperappliedthetheoryofmagneticfluxTFPMM磁路结构为三维，拓扑形式极为丰富，tubetocalculatethefluxleakagereluctanceofanov

3、eltypeof这一方面为设计提供了广阔的空间，但也使得基于transversefluxpermanentmagnetmachine(TFPMM)stator平面磁路的传统电机设计手段不再适用。为求得core.Then,anewmethodtocalculatespacereluctanceofTFPMM实际磁场分布，多数文献采用有限元分析进permanentmagnetonrotorwaspresentedaccordingtothe[1]行计算，而完全采用磁路分析的很少。与有限元featuresofthenonfer

4、romagneticmaterialsofrotor.Withthesemethodsapplied,themagneticcircuitmodelsforthe分析相比，磁路分析方法较为粗略，不便于定量研open-circuitmagneticfieldandarmaturereactionmagnetic究TFPMM的参数和磁场分布，但其简易实用，且fieldofTFPMMwereestablished.Finally,themodelswere通过简化模型计算所得参数与实际情况相差不大，comparedwith3D

5、FEAincalculatingcorefluxusingmultiple因此磁路分析方法仍具有应用价值。setsofparameters,andaprototypewastestedforvalidation.分析磁路计算的误差可知，永磁电机等效气隙Alltheresultsshowthatthemodelsarereliable.大，边缘效应造成的漏磁不能忽略，TFPMM更是KEYWORDS:magneticfluxtube;magneticcircuitmodel;如此；但现有文献很少考虑到这一问题。文献[2-4]

6、transverseflux;permanentmagnetmotor提出的TFPMM磁路分析模型完全没有考虑边缘效摘要：应用磁通管理论对一种新型横向磁通永磁电机定子铁应对主磁通的影响；文献[5]提出的模型考虑了部分心进行了漏磁阻计算，并针对该电机转子无铁磁材料的特效应，但依然忽略了与绕组交链的槽漏磁对主磁通点，提出一种转子永磁体空间磁阻计算方法。应用上述方法，的影响。为此，本文对文献[6]提出的一种新型横向分别对该电机一对极空载磁场和电枢反应磁场进行了3D磁磁通永磁电机(见图1)进行磁路分析，建立这种电路建模。分别采用

7、磁路分析模型和3D有限元分析对多组结机的全三维磁路分析模型，并通过三维有限元分析构参数进行了计算对比，并应用样机实验数据对所提模型进和样机实验对磁路计算结果进行验证。行了验证。以上结果均证实了该模型的正确性。关键词：磁通管；磁路模型；横向磁通；永磁电机铁心支架绕组永磁体0引言非磁性壳支架横向磁通永磁电机(transversefluxpermanentmagnetmachine，TFPMM)克服了传统永磁电机定子齿槽尺寸之间相互制约的缺点，具有较高的转矩密度和功率密度，特别适合于低速大转矩应用场合。图1新型横向磁通永磁电机

8、结构示意图(三相)Fig.1Structureof3phaseTFPMM基金项目：国家自然科学基金项目(50977034)；高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20090142110056)。1分析模型的空间划分及磁阻计算ProjectSupportedbyNationalNaturalScienceFounda