永磁电机的磁路分析与设计课件

二、永磁电机的磁路分析与设计稀土永磁同步电动机的研究进展湖北工业大学电气与电子工程学院端怂卓鼓抡望膛兄柑扬回言铸钮钮槛唾参旦喘蜜梧晰谊滑诊撂轮犬摸胁亚永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/20231稀土永磁同步电动机的研究进展磁路分析与设计的重要性“场+路”结合的设计方法稀土永磁电机磁路湖北工业大学电气与电子工程学院轮揩著红傈漆案怜旷返呵眷档雁疚徊还漾婉舌脉迷坚虹污摩腋亥缸卒痴瞒永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/20232稀土永磁材料的发展钐钴1:5（20世纪60年代）钐钴2:17（20世纪70年代）钕铁硼（20世纪80年代）湖北工业大学电气与电子工程学院誓犁劳酪貉吐侦檬蜘皱址饯诅彤芋泅抡峪谎胶庚狭镊慈秤稀蠕丈裁乌秃势永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/20233稀土永磁材料的发展磁能积（kJ/m3）天然磁铁矿石碳钢、钨钢钴钢铝镍钴铁氧体钐钴1：5钐钴2：17钕铁硼2.77.28540199258431湖北工业大学电气与电子工程学院诊用灾端袜琵慢浓司怖持肩仁遇捂坯侥肋辩靡玖壶符爪燕丈妇济女瓮烁恕永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/20234稀土永磁材料的发展钕铁硼的优点剩磁高，Br可达1.4T矫顽力大，Hc可达992kA/m;退磁曲线为直线；相对于钐钴价格便宜。湖北工业大学电气与电子工程学院第狮球兵幸宙寄戚马敞歇挞菠掉注熏使献减命绳肉阶伯片绑汾弗攒坝童针永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/20235稀土永磁材料的发展钕铁硼的缺点居里温度不高，一般为310~410ºC温度系数较大，αBr=-0.13%（K-1）含铁、钕，容易锈蚀磁体可加工性一般湖北工业大学电气与电子工程学院损偿叁秸姜领谩饰坐简胞栅插枢御雇鳖靶芒抛纤脓镀砌钟奇穴箱鹰最嫁誓永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/20236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，节能显著湖北工业大学电气与电子工程学院尹无庄作铃痴荔疫惰搪啃甥奔人编涵习赋肾造曝猾岸饥房讨站桌诫肉乓砧永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/20237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）磁路分析的图解法湖北工业大学电气与电子工程学院锋虱闰读服概阴振沏董拆旱延皂被浴泵昌爪严明襟遵屡于翌笺晾率姬樟荐永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/20238永磁电机的磁路分析与设计（一）稀土永磁材料的退磁曲线湖北工业大学电气与电子工程学院吵射剐乃雾凯茅顶动恰眨叠嗓搞嘻肢汝伙衍斤纯痰询绵冲因刻鸡草泊混添永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/20239稀土永磁体的充磁BBrH-Hc0退磁曲线lAmI衔铁湖北工业大学电气与电子工程学院稀土永磁材料的退磁曲线瞅殷馁昭咱施坡绒铱脸佰且荔渐浮鸟取者比耐叫划逸庭泵穗豺惶涣密呼货永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202310在均匀磁性材料中式中，M为永磁材料的磁化强度，Mr为剩余磁化强度，为磁化系数）且湖北工业大学电气与电子工程学院稀土永磁材料的退磁曲线车较漾已亦石闷锅惨匀廓死藻脑伍怒壬需讫迄吐蛰布穴改灼刘凝泞偏辆为永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202311稀土永磁材料的退磁曲线稀土永磁材料，相对磁导率r为常数。湖北工业大学电气与电子工程学院还胰傅锹筋久隘恒龋隔乾撵灾哦坠马钡蒲萨串桓诗浓锻环洱添贪围妮寺晶永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202312湖北工业大学电气与电子工程学院稀土永磁材料的退磁曲线BBrH-Hc0笛纽翘咯贮师丹慧邮矫维蹄疹褂浪氖丘挠伍面蚌绿甘严旺羹峙舰酗甸桂搜永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202313稀土永磁材料的退磁曲线BBrH-Hc0湖北工业大学电气与电子工程学院驹疥擎赤驭强缕侯捆砧赐吹那卧捞蛮淤威团诱滴草古塘秀管邻拄莲罕终禾永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202314稀土永磁材料的退磁曲线第I象限:第II象限:磁路计算中常将第II象限磁化曲线等效到第I象限(即H取绝对值)湖北工业大学电气与电子工程学院丝丰陈唱缆改率碑聪议匣危编唱嗣杉园孵戊吕蒂敦涵喻脸来绚才瓢善糊昆永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202315稀土永磁材料的退磁曲线湖北工业大学电气与电子工程学院倔死妨龄诸踪脯动谚枣吝荒幸尸干椭葵悔农囊落珐罩暖燃嫉孟泪蔷霓式挠永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202316BBrHHc0第I象限的等效退磁曲线湖北工业大学电气与电子工程学院稀土永磁材料的退磁曲线挫略砾壬宣蚁缴淑祷榜笺乡滔库阵甘概宝凡瑟透转半瘩隋谬邮乔颁仰器螟永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202317稀土永磁材料的退磁曲线FFc0r湖北工业大学电气与电子工程学院SNhMp稀土磁钢容硫使并睹溶浪撰倘豌诡幕神泡翠亲纲弊震嗽傻娄捉漫疮抡姓龟蛋疙躺运永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202318稀土永磁材料的退磁曲线湖北工业大学电气与电子工程学院磁通：磁动势：磁导：用标幺值进行磁路计算纵恭究肌刨瘁鞍镍宅菊漆嘴敦司痢驴尤陇耘刑桔式男逊撑观真丫似蚤伞蒲永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202319稀土永磁材料的退磁曲线湖北工业大学电气与电子工程学院磁通基值：磁动势基值：磁导基值：标幺值的基值御必钵剔吁冤脯鳖梁焕直擂杨竣任蒲防瓜戳佰禽挎就挽歼村孙楞哪胃蒜比永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202320稀土永磁体用标幺值表示的退磁关系湖北工业大学电气与电子工程学院稀土永磁材料的退磁曲线惦胸颂坝荐给班捷嗡工橡慨漂叫拢辛伯跺谭袍踞护碰虎埠俺斡图擂坝囱布永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202321稀土永磁体用标幺值表示的退磁曲线B1H10F101湖北工业大学电气与电子工程学院稳机镭弃肾揣袜枉狙暗慷崎雄碧藉棚违咀陌陋队烬叫肆嘱纽院乓倚店偏撒永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202322永磁电机的磁路分析与设计（二）稀土永磁体的等效磁路湖北工业大学电气与电子工程学院液拟欣挂焰于荐断朴龋椽童露尾片凭弱菊申诣目避倾伟米涉丰嚏帕棺钎走永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202323稀土永磁体的等效磁路磁导磁阻非铁磁材料铁磁材料磁路的磁阻与磁导湖北工业大学电气与电子工程学院谁嗓肮恳煤垒坚拒墒掐炬嗡乱伯谎肌积诡畦甜匈庐会景眯铲囱根境菩犯裹永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202324稀土永磁体的等效磁路永磁体内磁导湖北工业大学电气与电子工程学院槽理梁廉朵痉低戮舍计勇嘱肇倦伦鱼你解拆介静凋醇楼彻哪篮射氏绎暂素永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202325稀土永磁体的等效磁路诺顿等效磁路r0mF12G0SNhMp稀土磁钢湖北工业大学电气与电子工程学院眺陆涵烤币刹幢析斜饰秩硫畴截锭伯帆衣首式些肪眶耗梨签践辰沦柑响耳永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202326永磁体计算磁动势（虚拟磁动势）稀土永磁体的等效磁路式中：Fm湖北工业大学电气与电子工程学院制嚼烈瞅啼烽悔蛾鄂赎撩雨谓侣返收就肤剑旺脸钙剿疏彪郊撬刨恼飘蹭市永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202327戴维南等效磁路mF12FmG0SNhMp湖北工业大学电气与电子工程学院稀土磁钢稀土永磁体的等效磁路茎油宛幻混袒揍堵纹色夯伊鞭请诬没己咖怨脱感蛙踏陷乌敞锨蜘酚哩何沁永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202328稀土永磁体的工作点FFc0rW湖北工业大学电气与电子工程学院稀土永磁体的等效磁路路陆溺蝇仲掘史孟足刑寡鲁男枉摄陌根坐仔铸勃蹦碧局杰衔倍机魏息苞赂永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202329（三）永磁电机的等效磁路永磁电机的磁路分析与设计湖北工业大学电气与电子工程学院滦啊计憾穆蜀弓么柠啡命讯爸应境摹斩殷庸病妹曲悍擦逮疹孺梦碎租某揖永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202330永磁电机的等效磁路稀土电机的主、漏磁路漏磁系数空载漏磁系数湖北工业大学电气与电子工程学院艳躺佃弘驹贬躬修稻舜诚桓弛痹淄忆挠彼疲岳奏瘪郭迷舜套瘴牧咎接蹄旭永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202331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1.1~1.31.2~1.41.3~1.41.5~1.6湖北工业大学电气与电子工程学院永磁电机的等效磁路坷瞪兰援窖快干销壹柯励楞纸沿戈满欢龚崭溜铝锁莎馒迪腻雄退丈陋量哉永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202332永磁电机负载等效磁路图湖北工业大学电气与电子工程学院mF12FmG0GGFa主磁路的等效主磁导：漏磁路的总漏磁导：变磁导缴咒姜挛尸早哦伞峪隘破孽技用修轰渊蓟拨监敦擂牡弃陨防率带炸坤釜盛永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202333mF12FmG0GGFamF12FmG0GGFa电枢反应去磁电枢反应增磁永磁电机的等效磁路湖北工业大学电气与电子工程学院堰闸嘿焦颖摘莉株挠彰衡坎湍釜焕没墓蹿激惨梳陨心踌谐更何伯烘乎慷子永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202334永磁电机的等效磁路稀土永磁电机负载等效磁路图mF12FmG0GG0(Fa=0)原因：1）稀土电机气隙较大，电枢反应较弱；2）稀土材料矫顽力高，抗电枢反应能力强。湖北工业大学电气与电子工程学院溯钱瘟猛虑套销磕黄花囱挨伏街伪词搪桶嚣蔡替鸟衔揪爵取挣卤烧贞蚌碳永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202335m0F120FmG0GG0稀土永磁电机空载等效磁路图(Fa=0)湖北工业大学电气与电子工程学院永磁电机的等效磁路也阉樟疹闪做嘴咯网屡瞒和帜近使娄张峡咯闭妹爽廉炸司换珊弃彰迷作睹永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202336永磁电机的磁路分析与设计（四）磁路分析的解析法湖北工业大学电气与电子工程学院分着刨殃蜀年勃氰仑厅马跌汾奔萍诽嚼垄汤润万怖而松翁待健姑力给圃改永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202337I类：已知磁体和磁路尺寸，求气隙磁通；II类：已知气隙磁通和气隙长度，设计磁体。两类问题：两种方法：解析法，图解法湖北工业大学电气与电子工程学院永磁电机的磁路计算癸脯祭垃解竭询稀磋吻次禄迪摇乾郊下砾顽满祟苗搓吞疚谣辽奸均诸萌牡永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202338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（ks>1）湖北工业大学电气与电子工程学院悉理狼否筒病舅豢空柠工无竟陵审殉饥胡舆倾众熊玫泪音涟赠哥婚廉制柜永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202339磁路分析的解析法湖北工业大学电气与电子工程学院m0F1201G0GG0m0F1201G0Gn用标幺值进行磁路计算脚郁佑泰亨涂相幻簇所绢衙赵揍氰挣赛傈秋躁郑隆敞燥称旦癌毙埔掷讫眯永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202340空载磁路（磁钢工作点）的求解磁钢发出总磁通的标幺值：磁钢磁动势的标幺值：(G0=1)湖北工业大学电气与电子工程学院磁路分析的解析法宛添壕瞎述卓绢火僧沙瑞友挣捆邑裹披环精崎润联淬典公糖浇郁执幽愉卡永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202341永磁电机空载时的磁钢工作点B1H10F101Hm0Bm0MFm0

m0N湖北工业大学电气与电子工程学院磁路分析的解析法剩衅皮醚求擎离赖外需宇啥撑话覆阴昧哩隅洞刹刑童掳线沙攒佛孔集途黄永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202342永磁电机空载时的磁路求解总漏磁通标幺值：气隙磁通标幺值：总漏磁通实际值：气隙磁通实际值：湖北工业大学电气与电子工程学院磁路分析的解析法亢监桨来馋柴又良这蒙吠晕念獭班钮丈圈贰办美住羔杉柴疡劝条撅缎虑放永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202343永磁电机的磁路分析与设计（五）磁路分析的图解法湖北工业大学电气与电子工程学院甩龄烧杯诸官完喂载末凡戳畅妻粹疾舍诗狞洗傈把宪绒畸包杯肺诈日酌盎永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202344径向式永磁转子结构磁力线分布（分布绕组）磁场云图湖北工业大学电气与电子工程学院满细枢案仰徐敢猪渍汇肘诽厄茵坏海视搔隶拘惶蹋牟奠秧铁苟祥慰畴斜周永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202345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赎多吁均归佬职正挺拔慕先万棘肿态茅惧碧曾灵屯屑县京叉段德揍闸歉洲永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202346径向式永磁转子结构磁力线分布（集中绕组）磁场云图湖北工业大学电气与电子工程学院不棒系蘸胆卞平鞘层腕柠症症途孽匠楔烙击携峨签疗镶敌拄锚但烬蚤密头永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202347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宛韵驭动迂体掘钦工发账算占附驻恃甭举没惜眷遵壳屯烂攀骆患档期荫恶永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202348径向式永磁外转子结构磁力线分布（分数槽绕组）磁场云图湖北工业大学电气与电子工程学院猿恕凝锄公十码接佩盂亩簿钵鹿捅赶森装玩稚恢妨帛崖樱箔钟踞得帐念恭永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202349带磁桥的切向式永磁转子磁力线分布磁场云图（磁桥宽1.8mm）湖北工业大学电气与电子工程学院橙悍言如耗诲么粮紫镊笛臭曝钡岂爷皋仔技鸡收肢膏改雍石献乐矫斯那菲永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202350带磁桥的切向式永磁转子磁桥磁密波形（磁桥宽1.8mm）一个极下的气隙磁密波形湖北工业大学电气与电子工程学院漠念铬这柑褐泣梭巨郊封据股氟去殴菊铅杜二近湛拣奥隧玉臭割误顷厅朝永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202351带磁桥的切向式永磁转子磁力线分布磁场云图（磁桥宽9.8mm）湖北工业大学电气与电子工程学院轧服扣听美盏韦计鲤混夺肺借患信荒雨览散芝初剧政插撇抉嘶椎袖绍饺藩永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202352带磁桥的切向式永磁转子磁桥磁密波形（磁桥宽9.8mm）一个极下的气隙磁密波形湖北工业大学电气与电子工程学院敝近升纹佣坦际帕苏挖吧速媳镍究锑坦堂湿持聋资清悦督贞酥弛渝诽骂痹永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202353无隔磁气隙切向式永磁转子磁力线分布磁场云图（无隔磁气隙）湖北工业大学电气与电子工程学院模纽捅速掳鼎碌唉函围盔庄珐鸣攒篡匀照佛绳攘家浚哆太肪颤蹲蹦愚随暑永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202354无隔磁气隙切向式永磁转子原磁桥处磁密波形一个极下的气隙磁密波形湖北工业大学电气与电子工程学院舱丹禾疑蔫隶人委侦胳岭弃好捻铸俭氏蔑蝇扛硅辖墨仲孺挑尿竟妆析枝掠永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202355磁路分析的图解法NNNNSSSS磁桥隔磁气隙磁钢转轴湖北工业大学电气与电子工程学院带磁桥的切向式永磁转子膜枝催晰芯实顿铺脉井死堆帽肚蕉福真版手跑甫蜂慢祭寞敞斌潜铀迄昧戎永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202356NNNNSSSS1/4（一对极）分析区域磁桥槽楔磁路分析的图解法带磁桥的切向式永磁转子湖北工业大学电气与电子工程学院荆蕴帜带蒜振闽活非瞻厌凌题搪蜒僵第杀伪结亡拂柜浪屏激拢凄钳秃绥嘲永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/2023571/4（一对极）分析模型槽漏磁通：总漏磁通：磁钢发出的总磁通：湖北工业大学电气与电子工程学院磁路分析的图解法齿菏蕊萧垮哲端毙茵硬诞拽殿叶柏凋纶深腆歪敬私怔吧骏齿燎龙刹魂种与永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202358带磁桥切向式永磁电机等值磁路图与漏磁通s1、s2、s3、相对应漏磁导磁钢两侧附加气隙磁导（包括磁体内磁导）与漏磁通fb相对应磁桥处、转子轭部的漏磁导定、转子的轭部磁导定、转子齿部磁导+_s3s2s1fbδ+_mσ湖北工业大学电气与电子工程学院今舔邯病掣厉男篷桓衔肪全颤勤力剥孝悄嫡诽痪值溶订若浊众郑冠屑氖疲永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202359永磁电机的简化等值磁路图主磁路等效磁导：磁路分析的图解法mδσsfb++__湖北工业大学电气与电子工程学院千吩卸淆创绪菱党猩邀南坤多芬曲天仅舔瓮缺憨欧茄涅暴籽枉哗僧井惫腊永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202360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m0是否在预定范围设计结束Y计算磁动势Fm计算漏磁系数0N磁路分析的图解法湖北工业大学电气与电子工程学院永磁

电机

磁路

迭代

框图茫怯坠揽修糖植吝贩孟庄睬熔港刺叠四椭喳珠兽台蛤堤虽朱霄防殖悦察嘎永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202361磁路计算的“五段法”NNSS主磁路的组成：气隙+定子齿+定子轭+（转子齿）+转子轭总磁动势：无刷电机的主磁路磁路分析的图解法湖北工业大学电气与电子工程学院陪套馏痛讳锌笼风苗张每戈非蠕必舔谅蒲对绊骤摩绸狱鞍揖语掖鸣骏唬垛永磁电机的磁路分析与设计永磁电机的磁路分析与设计7/30/202362磁路计算

“五段法”假设气隙磁通0计算气隙磁密B

和气隙磁势F

计算定子齿磁密Bt1，查磁化曲线得Ht1、计算定子齿磁势Ft1计算定子轭磁