电机磁路计分析

永磁同步电机磁路计算基础

永磁同步电机磁路分析可以参考电路分析的方法。

磁路和电路对比：

永磁体的退磁曲线可以对比电源不忽略内阻的电路中端电压和电流的曲线。

退磁曲线和不忽略电源内阻的电路中电压和电流关系曲线几乎一致，只是相当于在U-I 特性的基础上旋转了90度，U-I特性曲线的斜率等于电源的内阻对给定的电源来说是一个定值，退磁曲线的斜率等于永磁体内部的磁导，对给定的永磁体内部磁导是个定值。

在电机运行过程中，永磁体向外磁路提供的磁动势和磁通都是变化的，可以将永磁体等效成为一个恒磁通源和一个恒定的磁导相并联，或者一个恒磁势源和一个恒磁导串联，分析方法依然和电路中的等效电路一致。

和电路分析中有一点的不同，电路中一般认为没有漏电流的存在，而在磁路中总是有漏磁通的存在，当负载运行时主磁通中加入了电枢反应磁动势，可以对负载时的磁路运用戴维南定律进行等效，求出外磁路等效的磁导和等效的磁势。

等效磁路解析法可以采用标幺值来简化计算，通过解析法可以计算出永磁体的工作点以及每极气隙磁通，然后用通常的磁路计算方法，根据外磁路的尺寸和材料的磁化特性，求出磁路各部分的磁密和磁位差，并用检查永磁体的电机设计的合理性和调整磁路设计。

永磁材料的磁性能对温度的敏感性很大，因此不能直接引用材料生产厂提供的数值，而要根据实测的退磁曲线换算到工作温度时的计算剩磁密度和计算矫顽力。

除了解析法之外还可以采用图解法直观的理解永磁体的工作点。

空载时等效磁路的图解法负载时的等效磁路图解法电阻的U-I曲线和端电压的U-I曲线的交点为此时电路对应的电压和电流的值。

磁导的磁势和磁通的曲线和退磁曲线的交点为此时永磁体的工作点。

对于电机负载之后的磁导对应的磁势和磁通的曲线将往左（去磁）或者向右（增磁）电势反应磁势。

永磁体的最大磁能积工作点以及最大有效磁能永磁体有工作点，因为永磁电机中存在有漏磁通，实际的机电能量转换的是气隙磁场中的有效磁能，并不是永磁体的总磁能。

在永磁体电机设计应该先考虑最佳的设计然后再考虑永磁的最大利用率。