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2017 - 07 - 28
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永磁直流电机磁路


永磁电机的磁路由永久磁铁(充当磁源),软磁材料(充当磁路),气隙(充当能量交换媒介)三大部组成。图8是典型的3P直流电机的磁路分布示意图。介绍之前先讲一下磁力线流向的基本特征:
● 取向路程短的路径;
● 取向阻力小的路径
● 自行闭合(从N极回到S极)
永磁直流电机磁路
在忽略漏磁的情况下可以看出,从N极发出的磁通(磁力线)Φ经过气隙后达到转子齿部,然后分两路进入转子轭部,再分别进入转子另两个齿部,合成一路后达到另一边气隙及S极,出S极后又分成两路经定子轭部返回到N极。
以上3P直流电机的等效磁路见图9、图10
永磁直流电机磁路
由图10不难求得磁通中   Φ=FFe/(2Rmδ+1½Rmt+½Rmy1+½Rmy2)     (5)
上式仅对3P电机磁路而言,对于5P、7P以及偶数槽电机磁路结构稍有差异,磁通的流向也略有不同。此外磁通的流向还与转子的位置有关。
在电机的磁路中大量使用了非线性的软磁材料,如硅钢片、电解板等,其磁阻不是一个固定值,是随“通过它的磁通大小”而变,故在工程实践中,很难用式(5)来计算磁通。
在电机设计中,通常的做法是先假设一系列Φ1、Φ2…… Φn值,再根据每段磁路的面积标出对应的磁通密度B1B2……Bn,由H=B/μ得出每一段磁路所需的磁场强度H1、H2……Hn,最后拟合成曲线Φ=f(H);再与磁铁的去磁曲线ΦFe=f(HFe)组成方程求解或几何相交即可计较出磁路的真值磁通Φ,进而由公式E=KE•Φ•n  (KE =2W/60)    得出线圈匝数W以及根据槽满率和线负荷等求出线圈的线径,这些本讲义就不多探讨了。
最后跟大家交流一下,任何产品的设计工作,都可归纳为我们在中小学读书做题时的模式即“已知/求”的二元问题。

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