基于SMC的混合磁路永磁同步電機的基礎(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)矩密度電機逐漸成為現(xiàn)代永磁電機的研究熱點。目前通常采用增加電機極對數(shù)來提高電機的轉(zhuǎn)矩密度，電機極對數(shù)的增加會導(dǎo)致電機的鐵損快速增加，進而導(dǎo)致電機總損耗的增加。
　　軟磁復(fù)合材料具有低損耗、各向同性等優(yōu)點，為制造具有復(fù)雜磁路的永磁電機提供了可能。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，介紹了此電機的結(jié)構(gòu)、說明了其運行原理、并對設(shè)計原則與步驟進行了詳細的分析。

2、r>　　對混合磁路永磁電機進行了有限元計算，并著重分析了電機空載、負載狀態(tài)，同時驗證了本文設(shè)計方案的可行性。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槽口較大，增大電機的槽深、槽寬都會使電機空載反電勢中的三次諧波增大。但若槽深、槽寬較小，混合磁路永磁電機的電密度將會很大，導(dǎo)致電機繞組的溫升較高，同時槽漏抗也會大大增加；只有增大電機氣隙厚度，電機反電勢中的三次諧波才會減

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

4、變對電機損耗的影響。結(jié)果顯示改變氣隙厚度對電機損耗改變最為明顯。然后對比分析了轉(zhuǎn)子分別采用10號鋼和SMC時對轉(zhuǎn)子渦流的影響，有限元計算結(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，同時對電機其他性能幾乎沒有影響。
　　最后，對混合磁路永磁電機的溫升進行了有限元計算，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，達到穩(wěn)態(tài)時電機各個部分溫度均不高，因此混合磁路永磁電機不需要