内嵌式永磁同步电机设计中改进型磁路分析(3)

磁路分析

微电机

合理性,分析程序如下所示:

2010年第43卷第11

期

1)计算永磁体的空载漏磁系数,并将之与假定值比较,如果误差值小于1%,就认为假定值是精确的,否则,重新设定假定值,重新计算,直到计算值与假定值的误差在容许值范围内。空载漏磁系数可用下式表示:

0=

!+

!

(18)

2)计算永磁体的静态工作点,将之与假定值比

图4 永磁体端部漏磁和极间漏磁

较,如果误差值小于1%,就认为假定值是精确的,否则,重新设定假定值,重新计算,直到误差在容许值范围内。永磁体静态工作点bm0可表示为:

1)永磁体端部漏磁计算

永磁体端部间宽度h1(如图4所示)对于限制端部漏磁是个很重要的参数

[8]

,因此首先假设磁力线

bm0=

nn+1

(19)(20)

在此处很饱和,并认为此处的磁密值Bh1为1 8T,这样,穿过此处的端部漏磁可用下式计算:

ml=Bh1h1Lef

2)永磁体极间漏磁计算

永磁体极间漏磁可分为两部分,一部分漏磁为穿过隔磁桥t3的漏磁 mm1,一部分为穿过转子槽的漏磁 mm2。

根据永磁体端部漏磁的计算过程,对于穿过隔磁桥t3的漏磁 mm1,可以采用同样的方法进行计算。假定此处Bt3为2T。漏磁 mm1可用下式表示:

mm1=Bt3t3Lef

(13)

穿过转子槽的漏磁 mm2可依据磁路的欧姆定律来计算。从图3(b)中可以看出,支路Rmm与支路4Rz并联,因此磁动势相等,这样,

mm2=

其中:

Rmm2=

2bt2

u0Lefht2

(15)

Rmm2

(14)(12)

n为外磁路总磁导的表幺值,可表示为:

n= 0 !

根据经验值,经过上述计算程序,当永磁体空载漏磁系数及静态工作点的值都在容许误差范围之内时,就可以判定电机设计的合理性并进行调整。

整个计算过程可用如下流程图来表示。

bt2为转子槽的平均宽度,ht2为转子槽的深度。根据上面的分析,永磁体极间总的漏磁通为:

mm= mm1+ mm2

电机总的漏磁为:

= ml+ mm

漏磁计算程序可总结如下:

1)假定磁密Bh1=1 8T,计算穿过h1的漏磁 ml;

2)假定磁密Bt3=2T,计算 mm1、 mm2及永磁体极间总漏磁 mm;

3)计算总的漏磁 。

综合上述两个计算程序,就可分析电机设计的图5 计算流程图

(16)(17)

该计算流程图能够非常精确的拟合 0、bm0,而这两个参数对电机性能有着非常重要的影响。