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隔磁桥厚度对抗退磁的影响分析

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:为了减少永磁体端部漏磁,提高永磁体的利用率,通常会在永磁体槽端部设置细长的隔磁桥,隔磁桥厚度对电机永磁体漏磁有很大影响。从第3、4节可知永磁体端部的漏磁路磁阻对电机的抗退磁能力有一定的影响。增加隔磁桥厚度,转子内层永磁体的磁通密度变化较小,外层永磁体的低磁通密度区域逐渐减少,不可逆退磁逐渐消失。

隔磁桥厚度对抗退磁的影响分析

为了减少永磁体端部漏磁,提高永磁体的利用率,通常会在永磁体槽端部设置细长的隔磁桥,隔磁桥厚度对电机永磁体漏磁有很大影响。从第3、4节可知永磁体端部的漏磁路磁阻对电机的抗退磁能力有一定的影响。

对比转子隔磁桥厚度分别0.6mm、1.0mm、1.6mm、2.0mm的4种电机,各电机转子内层永磁体和外层永磁体的隔磁桥厚度、长度完全相等。给转子施加相同的反向磁场,4种电机永磁体磁通密度云图如图3-25所示,内、外层永磁体的低磁通密度区域大部分都集中在永磁体靠近外侧的中心处。增加隔磁桥厚度,转子内层永磁体的磁通密度变化较小,外层永磁体的低磁通密度区域逐渐减少,不可逆退磁逐渐消失。

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图3-25 不同隔磁桥厚度电机永磁体磁通密度云图

a)隔磁桥厚度0.6mm b)隔磁桥厚度1.0mm

c)隔磁桥厚度1.6mm d)隔磁桥厚度2.0mm

从图3-26所示退磁状态下的转子磁力线分布图可以看出,内层永磁体的漏磁从相邻的两个内层永磁体出发,经由内层永磁体槽端部的隔磁桥形成闭合磁路。而外层永磁体的漏磁经内层永磁体补充后,先经过外层永磁体槽端部的隔磁桥,再穿过内层永磁体槽端部的隔磁桥形成闭合磁路,内层永磁体槽端部的磁力线更加密集。

两种不同隔磁桥厚度的电机在退磁状态下转子永磁体槽端部隔磁桥磁通密度云图如图3-27所示,两种电机的内层永磁体槽端部隔磁桥磁通密度都大于外层永磁体槽端部隔磁桥。由于内层永磁体槽端部隔磁桥磁路高度饱和,因此隔磁桥厚度从1.0mm增加到3.0mm,内层永磁体槽端部隔磁桥饱和程度基本没有变化,内层永磁体的漏磁磁阻变化很小。而外层永磁体端部隔磁桥的磁路饱和程度得到了很好的缓解,减小了漏磁路磁阻,提升了外层永磁体的抗退磁能力。因此,增加永磁辅助同步磁阻电机转子的永磁体槽端部隔磁桥厚度,对于改善外层永磁体的退磁相比内层永磁体效果更加明显。

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图3-26 退磁状态下转子漏磁磁力线分布

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图3-27 永磁体槽端部隔磁桥磁通密度云图

a)隔磁桥厚度1.0mm b)隔磁桥厚度3.0mm

由于受到离心力及电磁力的作用,因此永磁辅助同步磁阻电机运行到较高转速时,转子永磁体槽端部隔磁桥会承受较大的剪切应力。为了缓解这一局部应力,还会在转子内层永磁体槽的中部增加磁桥,增加中间磁桥对于电机的抗退磁能力也有一定的影响。定子施加相同的反向磁场,有中间磁桥转子和没有中间磁桥转子的永磁体磁通密度云图如图3-28所示,内层永磁体槽增加中间磁桥后,内层永磁体的低磁通密度区域减少很多,退磁得到很好的缓解。主要是因为增加中间磁桥后,内层永磁体中部增加了一条漏磁磁路,这比永磁体槽端部的漏磁路磁阻更小,减少了电机的局部退磁。

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图3-28 有、无中间磁桥的转子永磁体磁通密度云图

a)转子无中间磁桥 b)转子有中间磁桥

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