混合磁极式永磁同步电机最小有限元求解区域分析

混合磁极式永磁同步电机具有结构简单、无附加气隙,以及调磁方便等优点.根据混合磁极式转子铁磁磁极和永磁磁极2种常见排列方式,给出了其转子磁导和磁动势的表达式,分析了其谐波含量.以混合磁极式分数槽绕组电机为例,从气隙磁通密度的角度,得出了其定、转子侧符合周期性和半周期性的条件,推导并分析了定、转子侧气隙磁通密度谐波次数特点,得到了定、转子侧气隙磁通密度的最小正周期,以及分别以磁极数表示的单元电机,则两者的最小公倍数即为该电机电磁场的最小求解区域.针对混合磁极式永磁同步发电机的电感参数、铁芯损耗、转矩和电压波形进行了计算,通过对整个电机和最小求解区域的计算结果对比,验证了理论分析的正确性.研制了2台混合磁极式永磁同步电机样机,样机的电压波形计算结果与实验结果基本一致.该方法可以准确得到混合磁极式永磁同步电机的最小求解区域,从而大大减小电磁场的计算时间.