永磁無刷直流電機二維氣隙磁場半解析法研究.pdf

1、本文采用半解析法計算永磁無刷直流電機二維氣隙磁場。用解析法計算電機氣隙區(qū)域內(nèi)的磁場分布，用差分法計算槽域磁場。數(shù)學模型建立以后，差分方程和解析表達式整合是整體方程的關(guān)鍵。其中解析法和差分法是通過以下方式整合在一起的：從最近一次解析法的計算結(jié)果中取出槽域?qū)吔绲拇盼环植?，將該邊界條件代入差分方程，計算得到整個槽域的磁位分布；然后根據(jù)差分計算結(jié)果，取出一個周期的定子表面r=R<,s>槽口的磁位分布，采用線性插值法將離散的磁位分布點聯(lián)結(jié)成為

2、連續(xù)的磁位函數(shù)，作為下一次解析分析新的邊界條件。整個過程經(jīng)過幾次迭代達到精度要求后，取得最后的結(jié)果。將計算結(jié)果與純有限元法用自適應網(wǎng)格剖分技術(shù)經(jīng)過網(wǎng)格精細剖分后的計算結(jié)果比較，兩者非常吻合，充分肯定了半解析法的計算精度。 目前解析法的齒槽效應是建立在無限深單槽模型基礎上的，槽電流簡化成槽口面電流，與實際的情況有所出入；且齒槽效應引入相對磁導函數(shù)，其中磁場的切向分量被湮沒。半解析法就是為進一步地精確分析齒槽效應對氣隙磁場的影響，在

3、解析法的基礎上引入了差分法。半解析法在電機的實際尺寸下計算槽域中的磁位分布，并能準確的定量計算氣隙磁密的切向分布，提高了計算精度。在計算的過程中轉(zhuǎn)子可以靈活轉(zhuǎn)動。 應用半解析法，轉(zhuǎn)子自由轉(zhuǎn)動的情況下，準確地計算電機氣隙磁場，并將結(jié)果用函數(shù)解析式表示，直觀地反映了電機參數(shù)與磁場分布的關(guān)系。為電機感應電動勢、電磁轉(zhuǎn)矩乃至動態(tài)過程計算提供了極大的方便。本文從電磁場基本理論出發(fā)，采用半解析法建立了比較完整的理論分析模型和計算方法，并通過