永磁同步電動機之氣隙磁密分布系徽

    氣隙磁密分布系數(shù)表示了盤式永磁電機氣隙磁密幅值隨半徑的變化率，同時還考慮了邊緣效應(yīng)的影響，它主要與永滋體的徑向長度、永磁體磁化方向長度及氣隙長度有關(guān)，本書作者通過計算不同徑向場域磁場分布，給出了各種情況下氣隙磁密分布系數(shù)K；的值，如圖9一22a一e所示。

3線繞盤式永磁直流電動機的設(shè)計特點

3.1基本電磁關(guān)系

盤式永磁電動機的電樞繞組是分布的，有效導(dǎo)體位于永磁體前方的平面上，如果考慮其單根導(dǎo)體，在該平面上的位置可用半徑r和極角6來描述。如氣隙磁密用平均半徑處的磁密代表，可寫成B ,（的的形式。如圖9一23所示，如電機的機械角速度為門，在（r , 6）處dr長導(dǎo)體所產(chǎn)生的電動勢,因而有效導(dǎo)體在某個極角口位置下的電動勢.

    式〔9-20）說明盤式永磁直流電動機的電動勢公式與普通圓柱式電動機完全一致，盤式永磁電動機的電磁本質(zhì)未變，只是結(jié)構(gòu)改變而已。經(jīng)過同樣推導(dǎo)，可以得出盤式永磁直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩公式與普通圓柱式直流電動機一致，為。

    由子盤式永磁電動機電樞繞組的有效導(dǎo)體在空間呈徑向輻射，電動機的線負(fù)荷隨考察處的直徑變化而變化。如果考慮平均直徑處電動機的線負(fù)荷A .，由式（9一20）和式（9一25）可以得到盤式永磁直流電動機的電滋功率。

3 . 2主要尺寸

將式（9一26）改寫，并考慮到長度的單位用。 。，A的單位用A / cm，可以得到與普通圓柱式電動機相似的主要尺寸計算公式：。

可見，盤式永磁直流電動機單位體積的功率與電樞平均直徑成正比而與總的軸向長度成反比，這與普通圓柱式電動機是不同的。

盤式永磁電動機的主要尺寸比。

設(shè)計盤式水磁電動機時，其外形尺寸需滿足安裝要求。當(dāng)外徑給定時，可以通過確定最佳的直徑比獲得最大輸出功率。由于盤式永磁電動機繞組在內(nèi)徑處導(dǎo)線密集，電負(fù)荷最大，如果此處電負(fù)荷過高，會引起電樞繞組局部過熱。所以，應(yīng)根據(jù)內(nèi)徑處電負(fù)荷不超過允許值進行初始設(shè)計。將式（9 27）對功率求極值，可以得到。

    即如外徑D～和最大電負(fù)荷A 、 。一定，盤式永磁電動機的電樞直徑比為了萬時可獲得最大輸出功率。在實際設(shè)計時，直徑比的選擇還應(yīng)綜合考慮用銅量、效率、漏磁等因素。如要產(chǎn)生一定電動勢，y值越大所需的匝數(shù)就越小，從而減少端部用銅量然而，內(nèi)徑過小時會增加導(dǎo)線安放的困難，同時y增大還會引起漏磁增加。一般地，盤式永磁電動機的直徑比在1 . 5- 2 . 2之間，對于小型電動機取1 . 5一173；對大中型電動機取17 -2 . 2

3.3磁極設(shè)計

3.3.1極數(shù)和極弧系數(shù)外

對于一定的極弧系數(shù)，采用較少的極數(shù)使極間距離增加，漏磁顯著減少。但是極數(shù)太少勢必會對電動機的效率帶來不利的影響，因盤式永磁直流電動機一般采用波繞組，其支路數(shù)與極數(shù)無關(guān)，對于一定的電樞導(dǎo)體數(shù)，極數(shù)少的電動機其端接部分較長，致使用銅量增加，電樞繞組銅損耗增加和效率降低。所以盤式永磁電動機盡管漏磁很大，但為了有較高的效率，仍然采用較多的極數(shù)，一般為6一12極．減小極弧系數(shù)有利于減少漏磁，但會引起每極磁通量降低，而磁通的降低又會導(dǎo)致匝數(shù)加大和氣隙增大，一般情況下選取．8左右為最佳。

3.3..2磁極尺寸的確定

在電樞內(nèi)、外徑確定之后，磁極內(nèi)、外徑隨即確定，關(guān)鍵的問題是如何選擇水磁體的厚度。通過近似分析可以得出在理想情況下，永磁體最經(jīng)濟的尺寸是永磁體厚度近似等于氣隙長度。但是，這時氣隙磁密場、 Br / 2，如果永磁體的剩余磁感應(yīng)強度不是很高，對于電機設(shè)計并不有利。為了提高氣隙磁密，不得不增加永磁體厚度。通常對于鐵氧體永磁．永磁體厚度如，對于欽鐵硼永磁。