【摘 要】
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永磁无刷电机具有结构简单、高效率、高扭矩、高功率密度、低维护率等特点。这些优点使得永磁无刷电机应用在各个领域,如电动汽车、风力涡轮机和海洋能量转换器等。因此,研究
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永磁无刷电机具有结构简单、高效率、高扭矩、高功率密度、低维护率等特点。这些优点使得永磁无刷电机应用在各个领域,如电动汽车、风力涡轮机和海洋能量转换器等。因此,研究永磁无刷电机的结构和电磁特性具有理论意义和工程价值。建立了一种扇环磁极、有极间磁的表贴式径向充磁无槽永磁电机磁场的解析模型,计算得出气隙磁密基波幅值最大时的最优极弧比。该比值取决于永磁极对数、永磁厚度、相对磁导率等参数。此外,利用解析法计算了电机的感应电动势、电枢反应场以及电磁转矩。在此基础上,比较分析了极间磁、转子铁心对气隙磁密的影响。最后用有限元法验证了该解析方法的正确性。改变转子磁极的形状,将扇环磁极改为弧底梯形磁极。运用分层叠加法,得出气隙磁密的解析表达式,推导出最优的磁极底角和最优的永磁极弧比,以及对应的感应电动势和电磁转矩。并且分析了结构参数的变化对气隙磁密基波幅值的影响和参数间的相互影响。将两种磁极形状的电机电磁参数进行比较,表明弧底梯形磁极电机的电磁性能较好。对于定子的四种槽形,利用改进的卡特系数,采用解析法分别得出对应的气隙磁密、感应电动势和电磁转矩的波形。将解析法与有限元法得到的结果进行比较,验证了该方法的正确性。本文提供的分析方法和结论对无刷永磁电机的优化设计具有参考价值。
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