贵阳轴向磁通电机
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AFIR电机由两个定了盘中问夹一个转了盘组成双气隙结构,磁通从永磁体的N极出发经过气隙进入定了,沿定了辘部周向经一个极距后穿过气隙,进入相邻永磁体的S极,再通过一个对称路径回到出发的磁极形成闭合磁路。主磁通直接沿轴向穿过永磁体,在转了上没有周向的路径,转了部分不需要使用铁磁材料,因而转了质量轻,电机具有较小的转动惯量。
轴向永磁电机(axial flux permanent magnetmachine AFPMM)也称盘式永磁电机 [1] ,因其结构紧凑、、功率密度大等优点获得越来越多的关注。AFPMM尤其适合应用于电动车辆、可再生能源系统、吃轮储能系统和工业设备等要求高转矩密度和空问紧凑的场合。
由于日益严峻的能源短缺和环境污染问题,传统交通车辆采用电力驱动是社会和技术发展的必然趋势。低排放的新能源车辆,包括混合动力车辆、纯电动车辆和燃料电池车辆已引起广泛的关注与研究。
轴向永磁电机特殊的结构形式,使得磁通密度沿径向和轴向的分布体现两个立的3D效应:“弯曲效应”和“边缘效应” 。三维有限元分析可以同时考虑两种效应的影响,实现高度的磁场分析,但难以避免计算时问长,而且不便应用于存在多种参变量在较大范围内变动的初始和优化设计。
提出了一种新的基于改进麦克斯韦方程组的三维有限元分析方法计算轴向永磁电机的空载磁通,求得标量磁势的拉普拉斯方程解析解,三维模型将边缘效应和弯曲效应考虑在内,但计算耗时较少。另外,一些 提出采用准三维模型以及分段式二维有限元的方法实现电机磁场较为的分析计算。
鉴于等效磁路法的计算时问和精度适中,此类方法适合应用于电机初始设计和参数优化。近年来,国内外研究人员对等效磁路法在不同类型电机中的应用做出了深入的研究,应用范围包括异步电机、开关磁阻电机、直线电机和轴向永磁电机等。
相比较而言,等效磁路法在轴向永磁电机中的应用还比较少,相关技术还不够成熟,是轴向永磁电机设计分析的一个难点。
采用等效磁路模型,考虑磁路饱和以及磁通的三维分布,分析了一台中问转了轴向永磁电机的磁场分布,终实现优输出转矩的优化设计。采用等效磁路法计算了轴向永磁电机各个部分的磁通分布,由此得到反电动势波形,并通过傅里叶分析实现电机退磁的故障诊断。
等效磁路法(magnetic equivalent circuit MEC)采用“磁路”和“电路”类比的方法,在考虑磁路饱和、铁磁材料非线性以及永磁磁场和电枢反应磁场相互影响等因素下,利用随时问和空问变化的磁阻构建磁阻网络模型,通过节点磁位建立网络方程,求解得到电机磁场分布,进而求得电机相关静态特性。等效磁路法可以实现计算时问和计算精度的有效平衡,计算时问比有限元法少,而计算精度一般比解析法高。