永磁发电机磁极的极弧长度和系数优化分析

在永磁发电机设计中，要确定永磁体磁极或极靴的极弧长度。所谓极弧长度就是磁极的圆弧长度，它决定着永磁发电机交流电流的曲线波形，决定着气隙磁密分布B（x）及气隙的均匀程度和磁路的饱和程度。

图4-11所示是实测的永磁发电机磁极气隙磁密分布曲线，它接近正弦曲线。因此，认为每极气隙磁通都集中在永磁发电机的计算极弧长度b_P′内，并且气隙磁密均匀分布在这个范围内，其气隙最大磁密为B_δ。此时，计算极弧长度b_P′与极距τ之比称作极弧系数。极弧系数a_P′为

式中 b_P′——计算极弧长度，单位为m；

τ——永磁发电机极距，单位为m。

因此计算极弧长度为

b_P′=a_P′τ （4-10）

在计算中，由于计算极弧长度b_P′与实际极弧长度相差很小，故可以认为

当气隙磁密分布曲线B（x）为正弦分布时，。(www.xing528.com)

一般情况，极弧长度b_P′可取（0.55～0.75）τ。

图4-11 永磁体磁极气隙磁密分布曲线B（x）及极弧长度

计算极弧长度也是气隙磁密的平均值B_δav与气隙磁密的最大值B_δ之比。

气隙磁密的最大值B_δ（T）可由下式求得，或实际测量得到：

式中 Φ——每极磁通，单位为Wb；

L_ef——定子有效长度，单位为m。

永磁交流同步发电机输出的交流电流波形用示波仪测得为标准的正弦波，从而也说明了永磁体磁极气隙磁密分布曲线B（x）为正弦曲线或接近正弦曲线分布。