盤(pán)式無(wú)鐵心永磁同步電機(jī)負(fù)載情況下的磁場(chǎng)分析及計(jì)算.pdf

1、盤(pán)式永磁同步電動(dòng)機(jī)是永磁電機(jī)的一種，是近幾年來(lái)發(fā)展起來(lái)的高性能伺服電動(dòng)機(jī)。此種電機(jī)具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小、低速運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，其作為一種新型的驅(qū)動(dòng)裝置，已被廣泛應(yīng)用于軍事、航天、農(nóng)業(yè)以及日常生活的各個(gè)領(lǐng)域中。本課題是國(guó)家863計(jì)劃項(xiàng)目《高性能稀土永磁同步電機(jī)技術(shù)集成及關(guān)鍵材料》(2004AA32G080)的部分研究?jī)?nèi)容，本文的主要研究對(duì)象是基于Halbach陣列的盤(pán)式無(wú)鐵心永磁同步電機(jī)。此種電機(jī)因其無(wú)鐵心的結(jié)構(gòu)，

2、從而大大減小了電機(jī)的質(zhì)量，同時(shí)降低了損耗和震動(dòng)噪聲，提高了功率。 基于Halbach陣列的盤(pán)式無(wú)鐵心電機(jī)由于其結(jié)構(gòu)的特殊性，使得它的磁路結(jié)構(gòu)和普通圓柱式電機(jī)的磁路有很大的不同，因此使用常規(guī)電機(jī)的設(shè)計(jì)方法不能直接應(yīng)用于此類(lèi)電機(jī)的設(shè)計(jì)中，只有通過(guò)計(jì)算和分析盤(pán)式無(wú)鐵心永磁同步電機(jī)的磁場(chǎng)才能較好的完成對(duì)此種電機(jī)的設(shè)計(jì)工作。 本文通過(guò)介紹盤(pán)式無(wú)鐵心的定、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)來(lái)建立此種電機(jī)電樞磁場(chǎng)和負(fù)載磁場(chǎng)的二維和三維模型，通過(guò)使用二維和三維有

3、限元分析方法來(lái)仿真計(jì)算盤(pán)式無(wú)鐵心永磁同步電機(jī)的電樞和負(fù)載磁場(chǎng)分布情況，分析此類(lèi)電機(jī)電樞反應(yīng)對(duì)主磁場(chǎng)的影響。同時(shí)比較二維有限元法和三維有限元在計(jì)算盤(pán)式電機(jī)時(shí)的差別。 由于盤(pán)式電機(jī)屬于軸向電機(jī)，它的磁場(chǎng)分布會(huì)在圓周方向和半徑方向同時(shí)變化，所以某些電磁參數(shù)的計(jì)算就要在解算電樞磁場(chǎng)和負(fù)載磁場(chǎng)的基礎(chǔ)上，利用有限元數(shù)值法求得。本文介紹了一些電磁參數(shù)的電磁場(chǎng)數(shù)值解法。 通過(guò)本文對(duì)盤(pán)式無(wú)鐵心永磁同步電機(jī)電樞磁場(chǎng)和負(fù)載磁場(chǎng)的分析，了解了此