[发明专利]一种计算永磁电动机气隙磁通密度的方法

说明书

技术领域

本发明属于电动机技术领域，具体涉及一种计算永磁电动机气隙磁通密度的方法。

背景技术

永磁电动机广泛应用于工农业各领域，设计出满足性能要求的电动机是设计者的基本要求。气隙磁通密度是永磁电动机电磁设计最重要的参数之一，准确的计算气隙磁通密度不但可以提高永磁电动机设计效率、减少试制次数，而且能够减少设计和制造成本。

目前，气隙磁通密度的计算主要方法有等效磁路法，算法简单，但许多设计系数需要依靠经验取值，精度不高；解析法，关键在于建立正确的数学模型。一般仅适用于边界形状规则、媒质线性的场合。尤其是对于扁平式电动机，采用传统方法计算气隙磁通密度精度很差。近年来，随着有限元方法不断完善，采用有限元方法可以较准确的分析永磁电动机的电磁场。因此，借助有限元方法对永磁电动机气隙磁通密度进行计算，是一种行之有效的方法。利用有限元方法对电动机进行电磁场分析计算气隙磁通密度，有文献提出的利用径向极弧系数和周向极弧系数相加求平均值或相乘计算气隙磁通密度，对于某些特定结构尺寸的永磁电动机具有较好的精度，但具有一定局限性。

发明内容

本发明要解决现有永磁电动机气隙磁通密度计算不准确和通用性不强的问题，提出一种计算永磁电动机气隙磁通密度的方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案具体如下：

一种计算永磁电动机气隙磁通密度的方法，包括以下步骤：根据永磁电动机物理模型，分别建立周向磁路计算模型、径向磁路计算模型，并对永磁电动机周向磁路气隙磁场和径向磁路气隙磁场分别进行电磁场求解，得到周向和径向磁路气隙磁通密度分布曲线，引入周向权数和径向权数，并结合周向权数和径向权数计算电动机气隙磁通密度。

上述技术方案中，本发明的计算永磁电动机气隙磁通密度的方法的具体步骤为：

第I步：对永磁电动机周向磁路进行建模，进行电磁场求解，得到周向磁路气隙磁通密度分布曲线；

第II步：根据周向磁路气隙磁通密度分布曲线，计算周向磁路气隙磁通密度平均值B_{circ_av}，最大值B_{circ_max}，周向磁路极弧系数α_circ，其中

第III步：对永磁电动机径向磁路进行建模，进行电磁场求解，得到径向气隙磁通密度分布曲线；

第IV步：根据径向气隙磁通密度分布曲线，计算径向磁路气隙磁通密度平均值B_{rad_av}，最大值B_{rad_max}和径向磁路极弧系数α_rad；其中

第V步：计算加权气隙磁通密度最大值B_{weight_max}，其中Bweight_max=ωcircBcirc_max+ωradBrad_maxωcirc+ωrad]]>

所述周向权数ω_circ=1；所述径向权数ω_rad等于电动机电枢直径与电枢长度的比值；