永磁電機的磁場分析及磁路設計

 

 

之前，小編有詳細介紹過永磁電機的永磁體設計及選擇，可知該電機的永磁體設計主要由永磁體的形狀及磁極的結構來決定的，且永磁體應能在指定的作業空間內產生所需求的磁場，永磁體所樹立的磁場應具有一定的安穩性，磁功能隨作業溫度和環境的改變應在允許的范圍內。

 

隨著電機技術行業的不斷發展，新結構和新原理的電機不斷地涌現在各大市場，尤其是在永磁電機中，其自身的磁路結構靈活多樣、磁場分布復雜，給磁路計算帶來了很大的困難，難以得到準確的磁路計算結果。

 

要想保證設計計算的準確性，我們就需要進行磁場的數值計算與分析。那么永磁電機的磁場分析及磁路設計分別是怎樣的呢？下面一同來看看吧！

 

永磁電機的磁場數值方法有這些，分別是：有限元法、有限差分法、邊界單元法等，目前應用最為廣泛的是有限元法，而有限元方法是在20世紀40年代被提出的，50年代用于飛機設計，六七十年代被應用到電磁工程領域。其最突出的幾個優點分別如下：

 

①適用于具有復雜邊界形狀或邊界條件、含有復雜媒質的定解問題；

 

②分析過程易于實現標準化，可得到通用的計算程序，且具有較高的計算精度；

 

③能求解非線性問題。因此有限元法特別適用于求解電機這類邊界形狀復雜、存在材料非線性的磁場問題。

 

而永磁電機的磁路設計就是根據對磁場的要求，合理地選擇出磁路的參數和材料，設計出工藝上可行、特性滿足要求、經濟性好、能充分發揮材料性能的磁路。對于給定的磁路，可以唯一地得到其磁路的特性。

 

但是，如果給定磁路的特性要求，則可能有很多個磁路要滿足要求，而設計的目的就是找到一個滿足要求的磁路。一般的設計過程是這樣的：首先根據磁路特性的要求，初步確定其大致的磁路結構，確定各部分磁路的尺寸和材料，然后運用合適的磁路計算方法計算出磁路的特性。如果最后的計算結果與性能要求之間的誤差在允許的范圍之內，則磁路設計完成；如果超出允許的范圍，需要調整磁路的尺寸，甚至改變材料和磁路結構，直至得到合理的磁路。

 

因此，永磁電機的磁路設計主要在于確定磁路的總體結構、磁路的尺寸以及相應材料的選擇。