内置式永磁电机转子硅钢片叠装错位对气隙磁场的影响

尧 磊 秦雪飞 蔡 顺 沈建新

（浙江大学电气工程学院浙江省电机系统智能控制与变流技术重点实验室 杭州 310027）

0 引言

电机设计通常仅考虑名义尺寸，因此加工过程的形位公差会使得实际电机的性能偏离设计值。为此，研究人员分析了永磁体尺寸误差对齿槽转矩[1-6]、反电动势[7]等的影响，进而提出了一些弥补电机性能的措施。但是，所有相关研究都隐含了一个假定条件，即硅钢片叠装成铁心时是完全整齐的，而这与实际情况不符。

在内置式永磁同步电机或无刷直流电机中，永磁体与转子硅钢片采用间隙配合，其间隙大小取决于加工工艺。若硅钢片采用高速冲床冲制和叠装，则配合间隙较小，且冲片叠装整齐，可以忽略叠装错位。但是，采用普通冲床冲制及手工叠装时，叠装错位比较严重，因此配合间隙必须设计得比较大。

根据已有文献的分析可知，较大的配合间隙显然会削弱气隙磁通密度。但是，冲片的叠装错位对气隙磁通密度又会带来什么影响？这在国内外文献中尚未见报道。本文针对内置式永磁电机搭建简化模型，分别就永磁体与硅钢片的间隙配合、硅钢片叠装错位对气隙磁场的影响进行理论分析和数值仿真。

1 名义尺寸下的理想电机

为了专注于研究间隙配合及叠装错位的影响而避免其他因素的干扰，并考虑三维有限元作精细网格剖分对计算资源的巨大需求，对永磁电机的物理模型进行简化：仅考虑一对极的情况，定、转子铁心用 “回”字形铁心替代，并在“转子铁心”中放置两个永磁体。……