基于磁網(wǎng)絡(luò)模型的低成本永磁電機設(shè)計與分析

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


摘要:電機分析設(shè)計初期階段，常用的預測電機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)值解析法計算精度高，但計算過程中存在大量的微偏分方程及邊值問題，計算過程復雜；有限元分析法將電機模型剖分成大量足夠小的計算單元，分析過程相當費時；動態(tài)等效磁網(wǎng)絡(luò)法以電機內(nèi)部實際電磁場分布情況為依據(jù)，將電機內(nèi)部磁通分布較為均勻的區(qū)域等效成一個計算單元，避免了諸多粗略的假設(shè)和驗公式，計算精度高，耗時少，最適合電機初期設(shè)計。
本文首先設(shè)計了一個Halbach永磁電機，針對平行和切向方向同時充磁且相互組合的Halbach陣列，使用一種分解和合成永磁體磁動勢的方法，獲得了Halbach永磁陣列的等效正弦磁動勢（MMF）。然后以電機內(nèi)部實際電磁場為基礎(chǔ)，將電機等效成若干單元，建立電機各單元等效模型，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永磁電機的動態(tài)等效磁網(wǎng)絡(luò)模型，并在動態(tài)等效磁網(wǎng)絡(luò)模型基礎(chǔ)上分析了Halbach永磁電機的電磁性能。最后利用有限元軟件創(chuàng)建Halbach永磁電機的二維有限元模型，分析了電機電磁特性，分析結(jié)果同等效磁網(wǎng)絡(luò)模型分析結(jié)果對比，驗證了磁網(wǎng)絡(luò)模型的有效性與準確性。

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