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偏心状态时永磁同步电机的气隙磁场分析1.1引言永磁同步电机在出现偏心时，偏心会引起电机气隙发生改变，而气隙磁场的变化会对电机的整体功能起到关键性的作用。这章先对气隙磁导进行理论分析，然后采用有限元分析法，对不同偏心程度的电机气隙磁场的变化进行分析，找出规律。1.2永磁同步电机气隙磁场解析理论分析1.2.1气隙磁导分析假设永磁同步电机转子外表光滑，若电机极对数为p，气隙长度为g，定子槽数为z1，槽口宽度为b1，槽深为h，齿距为t，两槽距离为b，极距离为g(x)=gkt−式中：(k=0,1,2,...,zp),gm为转子表面到定子槽底部的距离；br1气隙比磁导：λg将λ1λ(3-3)式中：λλxt在转子坐标中，永磁体上产生的谐波的表达式为ƒ(3-4)在定子坐标中，永磁体上产生的谐波的表达式为ƒ(3-5)1.2.2气隙磁场分析转子永磁体v次谐波磁动势，作用于气隙平均磁导产生μ=γ次气隙谐波磁场，该谐波磁场在定子上的变化频率为ƒμ气隙谐波磁场强度如下式所示。Hn=1sin(3-6)作为电机内部磁场能量转换的重要通道，气隙对磁场的压降可占闭合磁路磁压降的65%以上，由此可以看出，气隙磁场的变化将对电机的运行和稳定性产生重要影响。设正常电机沿圆周方向的气隙宽度为g，则永磁同步电机径向气隙磁密BrB(3-7)Bhhdg——转子气隙宽度；当转子发生偏心故障时，实际气隙长度为g=(3-8)式中:g0K——转子偏心率；α——位置角；电机发生静态偏心故障时的径向气隙磁密为B(3-9)通过气隙某点的磁链将为：Ψ(t)=式中：lsrgBrZ——定子槽数；1.3空载条件下正常永磁同步电机气隙磁场的有限元分析1.1.1磁力线及磁密云图若要分析转子偏心对电机气隙磁场的影响，首先要掌握正常状态下电机的磁场特性。利用前面的模型，让电机在空载条件下运行，计算电机在空载正常时运行的电磁性能。得到电机磁密云图和磁力线分别如图1.1和1.2所示。图1.2空载情况下电机磁密云图图1.3空载情况下电机磁力线由图1.1和图1.2可知电机内部磁场的分布情况，在磁密云图中，看出在空载条件下，永磁同步电机各个磁极部分的磁力线和磁密分布情况相似，且磁力线主要集中在四个磁极附近，穿过气隙后分布在定子和转子铁心中，并且都是闭合的。有少部分的磁感线穿过了定子槽形成了漏磁场。在定子齿和气隙中，磁力线对应着磁极呈对称分布。这说明空载条件下电机各磁极部分磁场都为对称分布，且漏磁较小。1.1.2气隙磁密分析由式（3-7）可知，永磁同步电机气隙磁密的大小和气隙宽度成反比关系。越靠近永磁体磁极，气隙磁密越高，两相邻磁极之间的空隙磁密将达到最小。电机的偏心故障会引起气隙宽度的变化，然后会影响气隙磁密度的大小

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