清华大学学报(自然科学版)年第卷第期ISSN100020054200141911ö32CN1122223öNJTsinghuaUniv(Sci&Tech),2001,Vol.41,No.944247永磁同步电机的结构与其电磁参数关系分析高徐娇,赵争鸣,赵强(清华大学电机工程与应用电子技术系,北京100084)摘要:永磁同步电机的结构多种多样,磁场复杂,在电机与传统的电励磁电机相比,永磁电机由于引入的设计和仿真时,电磁参数不易得到。论文提出一种新的方永磁体,电机内磁场的分布和性质都发生很大的变法,从电机电磁场的角度,研究电磁参数和电机结构的关系。化,磁场的非线性及饱和度大大增强。永磁体的摆放在永磁同步电机的设计和仿真时直接根据具体电机结构调,方式多种多样[1],且新的转子结构不断出现[2],使得入所需电磁参数,不但缩短了仿真程序的开发周期,而且能在永磁电机设计和仿真中所采用的传统计及饱和磁进行多种结构电机的设计,增加了程序的通用性。另外,从电路分析方法不再适用。场路结合的方法被提出并首磁场的角度直接计算电磁参数,保证了参数的精确性。针对先用于永磁直流电机的分析[3]。许多新型永磁电机,内置径向式永磁同步电机,研究了电磁参数与其结构关系,如弱场双凸极永磁电动机(并将所得参数用于电机的设计和仿真。仿真和试验结果表明fieldweakeningdoubly[4]。文该方法能快速精确地设计永磁同步电机。salientpermanentmotor),普遍采用有限元法[5]采用有限元法对4种不同转子结构的永磁同步关键词:永磁同步电机;电磁场;场路结合方法;有限元电动机作了详细的磁场计算和分析。但是绝大多数方法,文献利用有限元法,只是针对某个具体电机求得电中图分类号:153TM磁参数。本论文利用有限元法对多种结构永磁同步文章编号:100020054(2001)0920044204文献标识码:A电机研究其电磁参数和电机结构之间关系,将有限元法在永磁同步电机设计和分析中的应用扩展为新Analysisoftherelationbetween的方式。electro-magneticparametersand1原理及方法permanentmagnetmachinestructure在永磁同步电机设计和仿真中,直轴同步电感GAOXujiao,ZHAOZhengming,ZHAOQiangLd,交轴同步电感Lq和漏磁系数D是3个重要的电(DepartmentofElectricalEngineering,磁参数。以往利用有限元法来精确计算这些参数。但TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)永磁同步电机转子结构具有多样性,每种结构的电Abstract:Thevaluesoftheelectro2magneticparametersofpermanentmagnet(PM)machinesaredifficulttoobtainbytestsor磁参数相差很大,必须分别计算。每个特定转子结构calculationsduetothevariousstructuresandthefieldcomplexity.的Ld,Lq,D又与定子外径、气隙长度以及永磁尺寸Therelationshipbetweentheelectro2magneticparametersand密切相关。在设计和分析多种结构永磁同步电机时,machinestructureshasbeeninvestigatedusingtheelectro2magneticfieldanalysis.Thentheresultsareillustratedwithasetofcurves每种结构在不同的关键尺寸(指定子外径,气隙长andstoredintothedatabase,sotheparameterscanbedirectly度,永磁尺寸)下都单独计算,工作量庞大。本论文提loadedfromthedatabaseforaspecificmotorstructure.Thismethod出一种新的方法,对每种结构,确定几套关键尺寸,cannotonlyreducetheprogramdevelopmentcycletime,butalsocandesignandanalyzevariousmachinestructures.Thusthe利用ANSYS软件包可求出所需参数;然后研究总versatilityoftheprogramisincreased.Furthermore,themethod结出Ld,Lq,D和关键尺寸之间的关系,绘制成曲guara