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[1]倪有源,刘跃斌,王群京.组合磁极结构的永磁电机解析法建模与分析[J].电机与控制学报,2019,23(01):52-62.[doi:10.15938/j.emc.2019.01.007]
 NI You-yuan,LIU Yue-bin,WANG Qun-jing.Analytical modeling and analysis of permanent magnet machine with combined magnetic poles[J].,2019,23(01):52-62.[doi:10.15938/j.emc.2019.01.007]
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组合磁极结构的永磁电机解析法建模与分析
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《电机与控制学报》[ISSN:1007-449X/CN:23-1 408/TM]

卷:
23
期数:
2019年01
页码:
52-62
栏目:
出版日期:
2019-01-15

文章信息/Info

Title:
Analytical modeling and analysis of permanent magnet machine with combined magnetic poles
作者:
 倪有源1 刘跃斌1 王群京2
 ( 1. 合肥工业大学电气与自动化工程学院,合肥230009; 2. 安徽大学高节能电机及控制技术国家地方联合工程实验室,合肥230601)
Author(s):
 NI You-yuan1 LIU Yue-bin1 WANG Qun-jing2
 ( 1. School of Electrical Engineering & Automation,Hefei University of Technology,Hefei 230009,China;2. National Engineering Laboratory of Energy-saving Motor & Control Technique,Anhui University,Hefei 230601,China)
关键词:
 双层Halbach 单层Halbach 解析法 改进卡特系数 变量优化
Keywords:
double-layer Halbach single-layer Halbach analytical method modified Carter’s coefficientvariable optimization
分类号:
TM 351
DOI:
10.15938/j.emc.2019.01.007
文献标志码:
A
摘要:
磁极结构直接影响永磁电机气隙磁场的分布。提出一种组合双层Halbach 阵列结构。利用叠加原理,采用标量磁位法对该结构电机中的气隙磁场进行了解析计算。同时,对于有齿尖结构的定子槽,通过改进的卡特系数对气隙长度进行等效。为了比较,同时分析得到了单层Halbach 结构气隙磁密的最优值。在此基础上,通过改变双层结构磁极上下层的厚度比、上下层中间磁极极弧系数以及边磁磁化角度等参数变量,分析优化电机的气隙磁密,并计算优化后的双层结构永磁电机的气隙磁密、感应电动势和电磁转矩。计算结果表明,在永磁用量相等的前提下,双层Halbach 结构永磁电机的电磁性能优于单层结构。最后,通过有限元法验证了解析计算的正确性。
Abstract:
 The magnetic pole structure directly influences the air-gap magnetic field distribution for permanent magnet ( PM) machines. The air-gap magnetic fields for combination double-layer Halbach magnet structure were analyzed using a scalar magnetic potential. Besides,the air-gap flux densities in the slotted PM machine were calculated by a modified Carter’s coefficient. For comparison,the optimal airgap flux densities for single-layer Halbach structure were also derived. On this basis,in terms of the magnet thickness ratio,pole embrace of middle magnet and magnetization angle of side magnets,the airgap flux densities for the double-layer structure were optimized. In addition,the back electromotive force ( EMF) and electromagnetic torque were also obtained. The results show that the PM machine with double-layer Halbach structure exhibits a better electromagnetic performance for the equal usage of magnets.Finally,the correctness of the analytical model was verified by a finite element method.

参考文献/References:

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期: 2017 - 06 - 28
基金项目: 国家自然科学基金( 51637001) ; 安徽省自然科学基金( 1508085ME89) ; 安徽大学高节能电机及控制技术国家地方联合工程实验室开
放课题基金( KFKT201602)
作者简介: 倪有源( 1976—) ,男,博士,副教授,研究方向为特种电机电磁场及电机控制;
刘跃斌( 1991—) ,男,硕士,研究方向为永磁电机设计及控制;
王群京( 1960—) ,男,博士,教授,博士生导师,研究方向为特种电机设计及控制。
通信作者: 倪有源
更新日期/Last Update: 2019-03-24