场路结合法求解永磁同步电动机磁路系数

永磁同步电动机具有结构简单、运行可靠；体积小、重量轻；损耗小、效率高；电机形状与尺寸可灵活多变等优点，因而得到了广泛的应用[1]。应用领域几乎遍及航空航天、国防、工农业和日常生活的各个方面。由于永磁同步电机转子磁路结构多种多样，漏磁路十分复杂且漏磁通占的比例较大，铁磁材料部分又比较饱和，从而增加了永磁同步电机电磁计算的复杂性，采用等效磁路法难以获得较准确的计算结果。

本文采用场路结合的思想，将磁场和磁路相结合，利用电磁场数值计算得到的空载漏磁系数、计算极弧系数、气隙系数等在等效磁路法计算中不易准确求得的一系列参数，然后将这些参数运用到等效磁路法的计算中，获得永磁同步电机相对准确的计算模型，从而得到较为精确的电磁计算结果。

1电机模型

本文研究分析的是一台7．5kW 纺织专用自起动永磁同

步电动机，其电磁场仿真模型如图1所示。

从图1可以看出，转子磁极中相邻两极只有一极嵌放有磁钢，有磁钢的一极由4块条形磁钢组成“W ”型永磁体磁极。与

4极均嵌放有永磁体的转子结构相比，本文采用的转子结构机

械强度大，永磁体用量少，有效的控制了电机的成本。

图2为本文研究的永磁同步电动机空载磁力线分布图。从图2可以看出，转子Ｎ极和S 极下磁路线不完全对称，使得转子磁路的分析较复杂，通过等效磁路法难以准确计算出永磁同步电机的磁路系数。可以采用场路结合的方法，将电动机有限元仿真的结果代入到磁路计算的公式中得到较为准确的磁路系数值。

2空载漏磁系数

电机空载运行时，永磁体向外磁路提供的总磁通Φm 与

图1永磁同步电动机仿真模型

Fig．1Ｔｈe siｍulatiｏn ｍｏdel ｏf PMSM

电子设计工程

EleｃtrｏniｃDesign Engineering

第22卷Vｏl．22第23期Ｎｏ．232014年12月Deｃ．2014

收稿日期：2014-01-22

稿件编号：201401161

作者简介：蒲伟（1989—），男，贵州遵义人，硕士研究生。研究方向：稀土永磁同步电动机的设计。

场路结合法求解永磁同步电动机磁路系数

蒲伟，刘景林

（西北工业大学陕西西安710072）

摘要：永磁同步电动机由于采用永磁体励磁替代了电励磁，增加了转子磁路的复杂性，使得采用等效磁路法求取空载漏磁系数、计算极弧系数、气隙系数等磁路系数时，难以获得较为准确的结果。提出了运用场路结合法求解永磁同步电动机磁路系数的思路，利用等效磁路法对磁路系数进行理论分析，并将电磁场有限元仿真的结果代入到等效磁路法定义的相关公式中，求得磁路系数较为准确的数值，提高了电磁计算的精度。关键词：永磁同步电机；场路结合法；磁路系数；等效磁路法中图分类号：ＴＮ02

文献标识码：A

文章编号：1674-6236（2014）23-0018-03

Using field -circuit combination method to sovle megnetic factor of PMSM

PU Wei ，LIU Jing -lin

（Northwestern Polytechnical University ，Xi ’an 710072，China ）

Abstract:Beｃause ｏf using perｍanent ｍagnet exｃitatiｏn instead ｏf eleｃtriｃexｃitatiｏn ，tｈe ｃｏｍplexity ｏf PMSM ratｏr ｍagnetiｃｃirｃuit ｈas been inｃreased ，tｈis ｍake it diffiｃult tｏｏbtain aｃｃurate rusults ｏf ｍagnetiｃfaｃtｏrs suｃｈas nｏ-lｏad leakage faｃtｏr ，ｃalｃulate pｏle arｃfaｃtｏr ，air gap faｃtｏr etｃby using tｈe equivalent ｍagnetiｃｃurｃuit ｍetｈｏd．Prｏpｏsed using field -ｃirｃuit ｃｏｍbinatiｏn ｍetｈｏd tｏsｏlve tｈe ｍagnetiｃfaｃtｏr ｏf PMSM．Used equivalent ｍagnetiｃｃirｃuit ｍetｈｏd tｏanalysis ｍagnetiｃfaｃtｏr ，tｈen substituted tｈe siｍulatiｏn results ｏf Finite Eleｍent Analysis intｏrelated fｏrｍula ，wｈiｃｈdefined in equivalent ｍagnetiｃｃirｃuit ｍetｈｏd．Obtianed ｍｏre aｃｃurate values ｏf ｍagnetiｃfaｃtｏrs ，tｏiｍprｏve tｈe aｃｃuraｃy ｏf eleｃtrｏｍagnetiｃｃalｃulatiｏn results．

Key words:PMSM ；field-ｃirｃuit ｃｏｍbinatiｏn

ｍetｈｏd ；ｍagnetiｃfaｃtｏr ；equivalent ｍagnetiｃｃirｃuit ｍetｈｏd

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