基于SMC的混合磁路永磁同步電機(jī)的基礎(chǔ)問題研究.pdf

1、隨著航空航天、深海探測和汽車工業(yè)的發(fā)展，高轉(zhuǎn)矩密度電機(jī)逐漸成為現(xiàn)代永磁電機(jī)的研究熱點(diǎn)。目前通常采用增加電機(jī)極對數(shù)來提高電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度，電機(jī)極對數(shù)的增加會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的鐵損快速增加，進(jìn)而導(dǎo)致電機(jī)總損耗的增加。
　　軟磁復(fù)合材料具有低損耗、各向同性等優(yōu)點(diǎn)，為制造具有復(fù)雜磁路的永磁電機(jī)提供了可能。本文提出一種利用軟磁復(fù)合材料并結(jié)合軸向磁通與徑向磁通的永磁同步電機(jī)，介紹了此電機(jī)的結(jié)構(gòu)、說明了其運(yùn)行原理、并對設(shè)計(jì)原則與步驟進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

2、r>　　對混合磁路永磁電機(jī)進(jìn)行了有限元計(jì)算，并著重分析了電機(jī)空載、負(fù)載狀態(tài)，同時(shí)驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)方案的可行性。隨后分析了不同氣隙長度、不同槽寬、不同槽深、不同長徑比對電機(jī)空載空載反電勢的影響。結(jié)果顯示，由于混合磁路永磁電機(jī)槽口較大，增大電機(jī)的槽深、槽寬都會(huì)使電機(jī)空載反電勢中的三次諧波增大。但若槽深、槽寬較小，混合磁路永磁電機(jī)的電密度將會(huì)很大，導(dǎo)致電機(jī)繞組的溫升較高，同時(shí)槽漏抗也會(huì)大大增加；只有增大電機(jī)氣隙厚度，電機(jī)反電勢中的三次諧波才會(huì)減

3、小。為了突出混合磁路電機(jī)在提升轉(zhuǎn)矩密度方面的優(yōu)勢，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)與混合磁路電機(jī)相同體積的圓筒形永磁電機(jī)作為對比電機(jī)。通過對比可以看出，在體積相同、電負(fù)荷相同、較大磁負(fù)荷的情況下，混合磁路永磁電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩要比傳統(tǒng)的圓筒形永磁電機(jī)大很多。
　　針對混合永磁電機(jī)的定子損耗、轉(zhuǎn)子渦流損耗、永磁體渦流損耗以及銅耗進(jìn)行了計(jì)算，額定狀態(tài)下混合磁路永磁電機(jī)的效率為88.6％。分析了、負(fù)載電流大小、電流超前相位、滯后相位、氣隙厚度、槽寬、槽深的改

4、變對電機(jī)損耗的影響。結(jié)果顯示改變氣隙厚度對電機(jī)損耗改變最為明顯。然后對比分析了轉(zhuǎn)子分別采用10號(hào)鋼和SMC時(shí)對轉(zhuǎn)子渦流的影響，有限元計(jì)算結(jié)果顯示，采用SMC作為轉(zhuǎn)子的材料可以大幅度降低轉(zhuǎn)子的渦流損耗，同時(shí)對電機(jī)其他性能幾乎沒有影響。
　　最后，對混合磁路永磁電機(jī)的溫升進(jìn)行了有限元計(jì)算，雖然SMC導(dǎo)熱性能較普通硅鋼片差很多，但是由于SMC材料具有各向同性的特性，散熱更均勻，達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)電機(jī)各個(gè)部分溫度均不高，因此混合磁路永磁電機(jī)不需要