径向式永磁转子结构
气隙磁密波形
湖北工业大学电气与电子工程学院
46
2021/2/18
径向式永磁转子结构
磁力线分布（集中绕组）
47
2021/2/18
磁场云图
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径向式永磁转子结构
气隙磁密波形
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48
2021/2/18
径向式永磁外转子结构
磁力线分布（分数槽绕组）
2021/2/18
湖北工业大学电气与电子工程学院
无隔磁气隙切向式永磁转子
一个极下的气隙磁密波形
55
2021/2/18
原磁桥处磁密波形
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磁路分析的图解法
磁钢
SN
隔磁气隙
S
N
N
S
转轴
NS
磁桥
带磁桥的切向式永磁转子
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2021/2/18
磁路分析的图解法
2021/2/18
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磁路分析的图解法
永磁 电机 磁路 迭代 框图
61
计算槽漏磁导GS
假设气隙磁通0
计算主磁路磁动势F12（五段法）
计算漏磁通s、fb
计算总磁通m
计算磁动势Fm
计算漏磁系数0
0是否在预定范围
N
设计结束
2021/2/18
Y
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2021/2/18
稀土永磁电机的特点
结构简单、灵活，运行可靠 体积小、重量轻，功率密度高 损耗小、效率高，节能显著
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2021/2/18
永磁电机的磁路分析与设计
（一）稀土永磁材料的退磁曲线 （二）稀土永磁体的等效磁路 （三）永磁电机的等效磁路 （四）磁路分析的解析法 （五）磁路分析的图解法
12
2021/2/18
稀土永磁材料的退磁曲线
B' Br 0Mr B B Br 0rH
Br
B' B"
B" 0rH
-Hc
0H
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2021/2/18
稀土永磁材料的退磁曲线
BBr0rH
B
Br
H0,BBr 0Mr
B0,HHcMr /r
-Hc
0H
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II类：已知气隙磁通和气隙长度 ， 设计磁体。
两种方法：解析法，图解法
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2021/2/18
磁路分析的解析法
视 Fe 为常数，同时通过系数 ks 来
考虑铁心磁阻，即
G
0ilef 2k kS
（ks>1）
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2021/2/18
磁路分析的解析法
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2021/2/18
永磁电机负载等效磁路图
m
G0
G
F12
G
Fm
Fa
主磁路的等效主磁导：
G f(Fe)
变磁导
漏磁路的总漏磁导：
G Gi
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2021/2/18
永磁电机的等效磁路
m
G0 F12
G
G
Fm
Fa
m
G0 F12
G
G
Fm
Fa
电枢反应去磁
Fm
m G0
G 0 r B rA m 0 h M rA m p B 0rrh M p H c h M p F c F m
Fm
永磁体计算磁动势（虚拟磁动势）
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2021/2/18
稀土永磁体的等效磁路
戴维南等效磁路
hMp
S
N
m
G0
F12
Fm
稀土磁钢
F12
Fm
m G0
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2021/2/18
稀土永磁材料的退磁曲线
磁路计算中常将第II象限磁化曲线等效到 第I象限
第I 象限:
BBr0rH
第II象限:
BBr0rH
(即H 取绝对值)
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2021/2/18
稀土永磁材料的退磁曲线
B
Br
0r H
Br (1
0r H
Br
)
Br
(1
Br
H
/ 0r
G j1
+
_
G t1
G
G t2
δ
G j 2 G 0 m +FM _
σ
s1 s2
s3 fb
59
G fa
G s1 G s2 G s3
G fb
G t1
GS1 ~GS3 与漏磁通s1、 s2、 s3、相对应漏磁导
G Gfa，Gfb 与漏磁通fb相对应
磁桥处、转子轭部
G t2
的漏磁导
G j2
Gj1，Gj2 定、转子的轭部 磁导
Hh Mp H chMp
)
r
F
r (1 FC )
0
hMp
S N 稀土磁钢
Fc F
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2021/2/18
稀土永磁材料的退磁曲线
用标幺值进行磁路计算
磁通：
/b
磁动势： FF/Fb
磁导：
GG/Gb
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2021/2/18
稀土永磁材料的退磁曲线
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2021/2/18
稀土永磁材料的发展
磁能积（kJ/m3）
431
258 199
85
40 2.7 7.2
天碳钴 铝 铁 钐 钐 钕
然钢钢 镍 氧 钴 钴 铁
2 17 15
磁、 铁钨
钴体：： 硼
矿钢 石
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2021/2/18
稀土永磁材料的发展
Gt1，Gt2 定、转子齿部磁导
磁钢两侧附加气隙
磁导（包括磁体内
磁导）
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2021/2/18
磁路分析的图解法
G
'
δ m G 0
Fad
+_ + FM _
σ s
Gs
主磁路等效磁导：
G
1
2
1 2
2
2
Gj1 Gt1 G Gt2 Gj2
fb G fa
G fb
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永磁电机的简化等值磁路图
带磁桥的切向式永磁转子
磁力线分布 52
磁场云图（磁桥宽9.8mm）
2021/2/18
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带磁桥的切向式永磁转子
一个极下的气隙磁密波形 磁桥磁密波形（磁桥宽9.8mm）
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53
2021/2/18
无隔磁气隙切向式永磁转子
磁力线分布 54
磁场云图（无隔磁气隙）
41
2021/2/18
磁路分析的解析法
永磁电机空载时的磁钢工作点
B 1
1
Bm0
M
m0
N
0
Hm0
1H
0
F m0 1 F
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2021/2/18
磁路分析的解析法
永磁电机空载时的磁路求解
总漏磁通标幺值：
0
F12G 0
G Gn 1
气隙磁通标幺值：
0
F12G 0
G Gn 1
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2021/2/18
永磁电机的磁路分析与设计
（一）稀土永磁材料 的退磁曲线
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2021/2/18
稀土永磁材料的退磁曲线
B
l
Br
I
衔铁 Am
稀土永磁体的充磁
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2021/2/18
-Hc
0H
退磁曲线
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稀土永磁材料的退磁曲线
永磁电机的等效磁路
m0
G0
F120
G
Fm
0
G ( Fa= 0 )
稀土永磁电机空载等效磁路图
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2021/2/18
永磁电机的磁路分析与设计
（四）磁路分析的解析法
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2021/2/18
永磁电机的磁路计算
两类问题：
I 类：已知磁体和磁路尺寸，求气隙 磁通 ；
m
漏磁系数
稀土电机的主、漏磁路
0
m0 0
空载漏磁系数
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2021/2/18
永磁电机的等效磁路
永磁电机的空载漏磁系数
磁极结构
无极靴 瓦片形
圆筒形
弧形
端面式
漏磁系数 1.1~1.3 1.2~1.4 1.3~1.4 1.5~1.6
0 m 0 0 1 0 1 G G 0
用标幺值进行磁路计算
m0
0
G0
F120
G
G
1
m0
G0
F120
Gn
1
GnG G
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