不等厚磁极永磁电机解析法分析

倪有源,刘跃斌

(合肥工业大学,合肥 230009)

0 引 言

随着我国“十三五”规划的实施，高效、节能、经济、持续等成为能源发展新方向。永磁电机具有结构简单、体积小、功率密度高等优点，在舰船、航空、家电、医疗、公共生活等领域应用非常广泛[1，2]。

在永磁电机运行过程中，永磁体起着重要的作用。永磁体的求解一般有磁化矢量法和等效面电流法，两者出发点不同，但是得到的结果一样。而且任何磁场都可以看成是由分布电流产生的，在永磁体被完全磁化的情况下，磁极内部的等效面电流密度可以认为是零，永磁体的求解也就是转化为对磁极边的等效电流求解。

文献[3-5]分析了磁极内外弧圆心在同一点时，用等效面电流法求解径向和平行充磁条件下的气隙磁密分布。文献[3，4]在平行充磁条件下，对磁极外弧圆心发生偏移的永磁电机气隙磁密进行了等效面电流的分析求解，但是没有求解感应电动势和电磁转矩等参数。文献[6-9]运用磁化矢量法分析了磁极等厚的无刷永磁电机的开路场、电枢反应场以及负载场。文献[10]进一步提出并分析了等厚磁极磁场径向和平行磁化的改进模型。文献[11]在考虑槽的影响时，采用子域模型求解电机性能。文献[12]将磁极设置为等效的导体电流，然后将电机划分为2类子区域，进行气隙磁密和反电动势的解析求解。

对于永磁体内弧偏心的情形，本文通过等效面电流法求解不等厚磁极无槽永磁电机的气隙磁密，引入相对磁导函数，进一步求解有槽电机的气隙磁密、反电动势以及电磁转矩等参数。……