基于磁網(wǎng)絡(luò)模型的低成本永磁電機(jī)設(shè)計(jì)與分析

2.4萬字 48頁 原創(chuàng)作品，獨(dú)家提交，已通過查重系統(tǒng)


摘要:電機(jī)分析設(shè)計(jì)初期階段，常用的預(yù)測電機(jī)電磁場分布的方法主要有三種：數(shù)值解析法、有限元法和等效磁網(wǎng)絡(luò)法。數(shù)值解析法計(jì)算精度高，但計(jì)算過程中存在大量的微偏分方程及邊值問題，計(jì)算過程復(fù)雜；有限元分析法將電機(jī)模型剖分成大量足夠小的計(jì)算單元，分析過程相當(dāng)費(fèi)時(shí)；動(dòng)態(tài)等效磁網(wǎng)絡(luò)法以電機(jī)內(nèi)部實(shí)際電磁場分布情況為依據(jù)，將電機(jī)內(nèi)部磁通分布較為均勻的區(qū)域等效成一個(gè)計(jì)算單元，避免了諸多粗略的假設(shè)和驗(yàn)公式，計(jì)算精度高，耗時(shí)少，最適合電機(jī)初期設(shè)計(jì)。
本文首先設(shè)計(jì)了一個(gè)Halbach永磁電機(jī)，針對(duì)平行和切向方向同時(shí)充磁且相互組合的Halbach陣列，使用一種分解和合成永磁體磁動(dòng)勢的方法，獲得了Halbach永磁陣列的等效正弦磁動(dòng)勢（MMF）。然后以電機(jī)內(nèi)部實(shí)際電磁場為基礎(chǔ)，將電機(jī)等效成若干單元，建立電機(jī)各單元等效模型，以定子齒為磁路分支，考慮了永磁體漏磁和磁通飽和等影響，建立了9槽6極Halbach永磁電機(jī)的動(dòng)態(tài)等效磁網(wǎng)絡(luò)模型，并在動(dòng)態(tài)等效磁網(wǎng)絡(luò)模型基礎(chǔ)上分析了Halbach永磁電機(jī)的電磁性能。最后利用有限元軟件創(chuàng)建Halbach永磁電機(jī)的二維有限元模型，分析了電機(jī)電磁特性，分析結(jié)果同等效磁網(wǎng)絡(luò)模型分析結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證了磁網(wǎng)絡(luò)模型的有效性與準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：Halbach陣列，永磁電機(jī)，等效磁網(wǎng)絡(luò)，有限元