表贴式调速永磁同步电动机径向磁拉力分析
小功率表贴式永磁同步电机径向电磁力波特性研究
小功率表贴式永磁同步电机径向电磁力波特性研究黄厚佳1，李全峰1,2，徐佘法1，$(!上海电机学院电气学院，上海200120;2.上海大学机械与自动化学院，上海200444;3.上海第二工业大学，上海201209)摘要：采用解析法推导出表贴式永磁同步电机径向电磁波的解析表达式，在此基础上求取了径向电磁 力波分量的幅值、阶次和频率。
分析了径向气隙磁密谐波对径向电磁力波的影响，提出了运用知阶气隙磁密谐波削弱二倍频径向电磁力波，进电机振动噪声的方法。
型对所提出的方法进，了提方法的正确性。
关键词！表贴式永磁同步电机"振动噪声；径向电磁力波"有限元仿真模型中图分类号：T M351 文献标志码！A文章编号：1673-6540(2018)08-0074-06Research on Characteristics of Radial Electromagnetic Force Wave of the Low-Power Surface Permanent Magnet Synchronous MotorH U A N G H o u jia1，L I Q u a n fe n g1,2，X U Y u f a1,3(1.School o f E le c tric a l E n g in e e rin g，Shanghai D ia n ji U n iv e rs ity，Shanghai 200120，C h in a；2.School o f M echanics and a u to m a tio n，Shanghai U n iv e rs ity，Shanghai 201444，C h in a；3.Shanghai Second P o lyte ch n ic U n iv e rs ity，Shanghai 201209，C h in a)Abstract: The a n a lytica l expression o f ra d ia l electrom agnetic force wave o f su rfa ce-m o u n te d PM SM was deduced by a n a lytica l m ethod and the a m p litu d e，o rd e r，frequency o f ra d ia l electrom agnetic force wave were gained based onabove a n a lytica l expression. T he influences o f ra d ia l air-gap flu x density harm onic on the ra d ia l electrom agnetic forcewave were an alyzed，it proposed that thie 3p th-o rd e r air-gap flu x density harm onic cou ld be used to reduce the d o ublefrequency ra d ia l electrom agnetic force w a ve，re su ltin g in low er noise and vil^ra tio n. The fin ite elem ent sim ulated m was established to prove the above m ethod and the correctness o f the m ethod was valida ted.Key words: surface permanent magnet synchronous motor (SPM SM);acoustic noise and vibration；radial electromagnetic force wave; finite element simulated model0引言表贴式永磁同步电机（Surface P erm anent M agnet Synchronous M o to r，S P M S M)具有结构简单、制成和转动惯量 优点，在 率运的用[1]。
表贴式永磁电机磁场的解析计算与分析
表贴式永磁电机磁场的解析计算与分析
贴式永磁电机的磁场是一种广泛使用的技术，它的特点
是简单、结构轻、效率高、寿命长、成本低及功耗小。
很多应用情况下，运用贴式永磁电机磁场的解析计算技术，能为设备的性能优化提供更加深入的理论依据。
贴式永磁电机磁场的解析计算，通常要从磁场测试、磁
场结构分析等方面出发。
首先，采用底部感应器对永磁电机ム磁场加以测试，以确定其等效矩形磁性体的大小。
这种测量得到的输出值是由坐标轴X，Y和Z分别测量而得出的，即X轴，Y轴和Z轴的三个主要组份股值。
然后，再采用电磁场分析软
件和专业仪器进行磁场结构的分析，以确定磁场的特性。
最后，将获得的磁场测试结果和磁场结构分析结果，采
用数学方法对其进行整合处理，以求得磁场参数：磁场强度、归一化磁势，以及磁势坐标等等。
在此基础上，还可进行磁体结构、材料特性的仿真计算，并对不同组态的永磁电机磁场进行比较，从而实现性能优化及性能设计。
因此，采用贴式永磁电机磁场的解析计算，不仅能对磁
势分布及结构进行全面的分析，而且还能够非常好的有效提高系统的可靠性。
它在满足性能参数的同时，还能更有效地降低永磁电机的功耗，即改善系统能源效率，为实现不同设备性能优化提供可靠依据。
外转子表贴式永磁同步电机永磁体径向吸力分析计算
外转子表贴式永磁同步电机永磁体径向吸力分析计算曹晴;周石;王冬梅【摘要】针对电机空载和负载两种情况,对表贴式永磁同步电机永磁体的受力进行理论分析,得到不同情况下永磁体所受径向力的计算公式.以一电机模型为例,采用解析计算方法并结合有限元计算的磁密分布波形图计算得到了两种情况下永磁体的受力大小,并与Ansoft二维稳态场直接计算的电磁力进行对比分析.【期刊名称】《防爆电机》【年(卷),期】2018(053)006【总页数】4页(P12-14,28)【关键词】空载;永磁同步电机;径向力【作者】曹晴;周石;王冬梅【作者单位】中车株洲电机有限公司,湖南株洲412000;中车株洲电机有限公司,湖南株洲412000;中车株洲电机有限公司,湖南株洲412000【正文语种】中文【中图分类】TM3510 引言由于稀土永磁具有高剩磁密度、高矫顽力和高磁能积的特点，永磁电机的应用日益广泛。
无论是在驱动电机领域还是在高速电机领域，表贴式永磁电机都正在飞速发展。
外转子表贴式永磁电机一般应用于高转矩密度，低速运行的大扭矩直驱电机，此类电机在电机内部结构上一般采用多极，永磁体直接贴于转子铁心上的形式，当永磁体对定转子铁心的合磁力偏小，可能导致永磁体在径向方向上发生位移，严重时会导致整个永磁体从转子上脱离出来，因此需要对永磁体进行受力分析，判断永磁体在不同情况下的受力。
1 磁场力产生原理永磁电机的永磁体直接贴在转子铁心上，如下图1所示。
图中分段的圆环即为永磁体。
图1 永磁电机截面图为了更好的分析磁场力，得到磁场力表达式，做如下假设(1)磁场在导磁材料中均匀分布；(2)定转子铁心相对磁导率远大于1；(3)介质为各向同性介质。
对于表贴式永磁电机来说，由于转子表面存在永磁体，会产生磁场，使得导磁材料在磁场中被磁化，磁化后的导磁材料将会在表面以及内部产生磁化电流[1]。
导磁材料在磁场中受到的磁场力为=∭=∭((1)式中，导磁材料表面磁化电流面密度；内部磁化电流体密度；介质磁化强度；磁感应强度。
表贴式永磁同步电机永磁体护套动力特性研究
表贴式永磁同步电机永磁体护套动力特性研究作者：李鸿梅张洪信赵清海华青松来源：《青岛大学学报（工程技术版）》2020年第04期摘要：针对表贴式永磁同步电机在运转过程中存在的永磁体因离心力作用会受到较大的拉应力而被损坏的问题，本文主要对表贴式永磁同步电机永磁体护套动力特性进行研究。
给出了转子结构及其强度理论解析模型，对永磁转子各部件的径向、切向、轴向的应力及等效应力进行解析计算，并基于ANSYS Workbench软件，选择合金护套保护永磁体，对转轴、永磁体和护套的受力情况进行有限元仿真分析。
仿真结果表明，适当增大护套与永磁体之间的过盈量，有利于降低永磁体遭受损坏的风险，而且随着护套厚度的增加，护套与永磁体之间所需的过盈量逐渐减小。
该研究为永磁转子的设计提供了理论依据。
关键词：表贴式转子; 永磁同步电机; 强度分析; 有限元分析中图分类号： TM351 文献标识码： A永磁电机因其结构简单、工作效率高、便于维护等优点在各个领域得到广泛的应用[15] 。
依据转子永磁体的安置方式，永磁电机可以分为表贴式和嵌入式两种类型。
由于表贴式永磁电机的性能优良，极间漏磁比较小，电枢反应小，而且制造工艺比较简单，因此采用永磁体为表贴式的结构成为许多永磁电机转子结构的选择。
表贴式永磁同步电机作为一种节能环保型电机，广泛应用到诸多领域[6 9] 。
由于电机运转过程中产生的离心力可能会对抗拉强度很小但抗压强度较大的表贴式永磁体造成损坏，影响永磁同步电机的正常运行，所以需要在永磁体外加一层护套，使永磁体在各个方向上尽可能受到压应力[10 14] 。
目前，比较常用的护套材料分为合金护套与碳纤维护套两大类[15 18] ，碳纤维护套具有质量轻，涡流损耗小等优点，但其工艺复杂，成本较高，导热性能差，装配困难，稳定性很难做到，因此多采用合金护套保护永磁体[19] 。
基于此，本文对表贴式永磁同步电机永磁体护套动力特性进行研究。
由于表贴式永磁同步电机的转子设计为细长型，利用厚壁圆筒理论对转子的径向、切向、轴向应力及等效应力进行解析计算。
碳纤维绑扎表贴式高速永磁电机转子强度分析
碳纤维绑扎表贴式高速永磁电机转子强度分析
王保俊;毕刘新;陈亮亮;杨平西;祝长生
【期刊名称】《浙江大学学报（工学版）》
【年(卷),期】2013(047)012
【摘要】针对表贴式高速永磁电机中分块永磁体转子的强度分析问题,基于弹性力学理论,推导了分块永磁体转子强度的解析表达式.采用解析算法计算碳纤维护套、永磁体以及转轴中的径向应力、切向应力和等效应力,并将解析法的计算结果与有限元法的计算结果进行比较.结果表明:转子在静止和高速转动状况下,解析解都能够准确地计算出表贴式分块永磁体转子的应力分布,且解析解与有限元的误差很小,完全在可接受范围之内.
【总页数】10页(P2101-2110)
【作者】王保俊;毕刘新;陈亮亮;杨平西;祝长生
【作者单位】浙江大学电气工程学院,浙江杭州310027;中船重工集团公司第704研究所,上海200031;浙江大学电气工程学院,浙江杭州310027;中船重工集团公司第704研究所,上海200031;浙江大学电气工程学院,浙江杭州310027
【正文语种】中文
【中图分类】TM351
【相关文献】
1.高速表贴式永磁电机转子机械强度研究 [J], 韩雪岩;何心永;刘欣苗;于占洋
2.高速表贴式永磁电机转子强度分析 [J], 付荣华;王辉
3.基于ANSYS的高速表贴式永磁电机转子强度分析 [J], 张萌;韩雪岩;杨毅
4.高速表贴式永磁电机转子强度分析 [J], 赵亮
5.考虑温升梯度影响的表贴式高速永磁电机转子强度分析 [J], 陈亮亮;冯惊鸿;熊茹;祝长生;伍家驹;李志农
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表贴式永磁电机磁场的解析计算与分析
表贴式永磁电机磁场的解析计算与分析张河山;邓兆祥;杨金歌;妥吉英;张羽【摘要】利用傅里叶级数法建立表贴式永磁电机电磁场全局解析模型,并分析其空载和负载电磁特性.在二维极坐标系下,将电机求解域划分为永磁体、气隙、定子槽、定子槽开口和辅助槽5类子域.采用分离变量法求解各子域的拉普拉斯方程或泊松方程,并利用边界条件得到通解中的谐波系数,进而得到各子域的解析表达式.计算了电机气隙磁密、空载反电动势、齿槽转矩和电磁转矩等电磁参数,并通过有限元分析验证了解析法的准确性.在此基础上研究了极弧系数、辅助槽尺寸和槽开口宽度对电机齿槽转矩和电磁转矩的影响规律.另外,提出一种不等槽开口宽度配合的解析模型以图减小齿槽转矩峰值和电磁转矩脉动.该方法能反映电机设计性能与尺寸和参数的关系,可用于电机初始设计与优化.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2018(040)007【总页数】9页(P850-857,864)【关键词】永磁电机;解析法;有限元法;齿槽转矩;电磁转矩;不等槽开口【作者】张河山;邓兆祥;杨金歌;妥吉英;张羽【作者单位】重庆大学汽车工程学院,重庆 400044;重庆大学汽车工程学院,重庆400044;重庆大学,机械传动国家重点实验室,重庆 400044;重庆大学汽车工程学院,重庆 400044;重庆大学汽车工程学院,重庆 400044;重庆大学汽车工程学院,重庆400044【正文语种】中文前言永磁电机具有高转矩密度、高效率、高功率密度等优点，广泛应用于电动汽车、船舶等工业领域[1]。
其结构参数对电机性能影响较大，因此，为设计性能优异的电机需要改变和优化电机结构参数，并采用有限元法或解析法分析其电磁场特性。
有限元法可考虑材料非线性影响和分析较复杂结构电机性能，但计算过程耗时、占用资源，且难以对电机特性及其影响因素进行规律性研究，具有明显局限性。
电磁场数值解析法计算量较小，物理概念清晰，能清晰反映电机性能与设计参数的关系，适用于电机设计参数优化，因此逐渐引起国内外学者广泛关注。
表贴式高速永磁同步电机失磁故障及磁体选区渗重稀土研究
表贴式高速永磁同步电机失磁故障及磁体选区渗重稀土研究谢颖;姜佳宁;蔡蔚;任少卿;孙存峻
【期刊名称】《电机与控制学报》
【年(卷),期】2024(28)2
【摘要】针对表贴式高速永磁同步电机永磁体在受到高温、强退磁磁场等因素影响易产生局部不可逆失磁故障问题,本文基于有限元分析方法,分别建立了一台24 kW表贴式高速永磁同步电机的二维和三维仿真计算模型,在计及该电机在各类不同的退磁因素作用下,确定了电机磁体发生局部不可逆失磁故障的位置,并预测了磁体的进一步失磁扩散趋势。
对比了电机在有无失磁故障情况下的空载气隙磁密和反电动势,并研究磁体不可逆失磁故障对电机运行的影响。
由于永磁体易在部分区域发生不可逆失磁,故本文将磁体材料更换为较低牌号,并运用选区渗重稀土技术改善易失磁区域材料特性来提升磁体整体抗失磁能力。
在此基础上,探究了更为合理的重稀土渗入区域及渗入梯度,从而保证在不失电机性能的前提下,实现了重稀土元素的极限应用,为表贴式永磁电机磁体选区渗重稀土技术提供了参考。
【总页数】10页(P44-53)
【作者】谢颖;姜佳宁;蔡蔚;任少卿;孙存峻
【作者单位】哈尔滨理工大学电气与电子工程学院;包头稀土研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TM351
【相关文献】
1.表贴式永磁同步电机的抗饱和弱磁控制研究
2.表贴式永磁同步电机弱磁控制方法研究
3.表贴式永磁同步电机永磁体护套动力特性研究
4.表贴式永磁同步电机中高速无位置传感器控制技术比较研究
5.永磁同步电机永磁体局部失磁故障仿真研究
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永磁同步电动机径向电磁力的分析
ｓ ｌ ｏ ｔ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｉ ｒ － ｇ ａ ｐ ｈ ａ ｒ ｍｏ ｎ ｉ ｃ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｉ ｆ ｅ ｌ ｄ ｏ ｆ Ｐ ＭＳ Ｍ ｗｅ ｒ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ． Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｎ ｄ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｈ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗｓ ｔ ｈ ａ ｔ
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பைடு நூலகம்
动机 的径 向电磁力 ， 同时分 析了不同极弧 系数 和磁 钢偏心距 对磁场 正弦 畸变 率 的影 响。分析 和计 算结果 表 明： 相
比分 数槽 电机 ， 采 用 整 数 槽 可 以 有 效 减 小 电机 的 径 向电 磁 力 ， 为 降 低 永 磁 同步 电动 机 振 动 与 噪 声 提 供 了 理 论 依 据 。 关键词 ： 永 磁 同步 电动 机 ； 径 向力 波 ； 振动 ； 噪声
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万方数据
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表贴式调速永磁同步电动机径向磁拉力分析
作者：梁文毅， LIANG Wen-yi
作者单位：杭州易泰达科技有限公司,浙江,杭州,310053
刊名：
微特电机
英文刊名：SMALL & SPECIAL ELECTRICAL MACHINES
年，卷(期)：2011,39(5)
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2.陈世坤电机设计 2000
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5.黄开胜;张城生;杨杰笼型感应电动机电磁噪声及其控制 1995(06)
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7.李伟异步电动机的噪声控制[期刊论文]-防爆电机 2005(02)
8.Wang J;Xia Z P;Long S A Radial force density and vibration characteristics of modular permanent magnet brushless AC machine[外文期刊] 2006(06)
1.王广生.黄守道.高剑.WANG Guang-sheng.HUANG Shou-dao.GAO Jian永磁同步电动机过载特性及其控制策略[期刊论文]-电机与控制应用2011,38(5)
2.鲍庭瑞.姚春元三相永磁同步伺服系统的初始定位[期刊论文]-铜陵学院学报2008,7(3)
3.刘伟.陈丽香.唐任远定子齿顶开辅助槽削弱永磁电机齿槽转矩的方法[会议论文]-2009
4.李勇.姜新通.史庆夫.酒晨霄.刘彦彬.陆永平.LI Yong.JIANG Xin-tong.SHI Qing-fu.JIU Chen-xiao.LIU Yan-bin.LU Yong-ping基于Ansoft 的IPM永磁同步电动机磁场计算[期刊论文]-微特电机2011,39(6)
5.赵君.刘卫国.骆光照.曾重.赵跃齐.ZHAO Jun.LIU Wei-guo.LUO Guang-zhao.ZENG Zhong.ZHAO Yue-qi一种矿用机车永磁同步交流牵引系统设计与实现[期刊论文]-微特电机2010,38(10)
6.李天平.LI Tianping一种高速涡轮冷却风扇电动机的设计[期刊论文]-微电机2011,44(3)
7.林岩.王震宇.杨小峰.申修沇.Lin Yan.Wang Zhenyu.Yang Xiaofeng.Shen Xiuyan空调器用正弦波调速永磁同步电动机的开发与可靠性分析[期刊论文]-电气技术2010(11)
8.唐任远.徐广人.徐衍亮.陶爱华.安忠良电机用永磁体局部工作点及局部失磁研究[会议论文]-1998
9.孙剑波.詹琼华开关磁阻电动机的径向力计算[期刊论文]-微特电机2005,33(1)
10.杨云峰.李丽石油钻机用永磁同步电动机电磁场有限元分析[期刊论文]-机电一体化2011,17(3)
本文链接：/Periodical_wtdj201105007.aspx。