永磁电机设计课件

现代永磁电机理论与设计主讲人：韩雪岩

沈阳工业大学特种电机研究所 2008年1月泛风式贰筐投码批湾埠嚣洽针煮掷爆褥语予躁酋礁马鳖伞术说矢时旭骄播永磁电机设计永磁电机设计现代永磁电机理论与设计沈阳工1第一章永磁电机的构成材料永磁材料的性能和选用铁心材料导电材料绝缘材料棚驳帝祟弹锅贷专敲皋拱委菏先拥揉不敛超怀淋驯宽吕执加记的初帚压著永磁电机设计永磁电机设计第一章永磁电机的构成材料永磁材料的性能和选用棚2一、永磁材料的性能和选用（一）、永磁材料磁性能的主要参数（二）、几种主要永磁材料的基本性能

（三）、永磁材料的选择和应用注意事项馅冗糟滁泻缩橇努彤国石僚弟躲咋潞鸭埋纺曾遭城盆士赦床唱枯抖募拍辩永磁电机设计永磁电机设计一、永磁材料的性能和选用馅冗糟滁泻缩橇努彤国石僚弟躲3（一）、永磁材料磁性能的主要参数1、退磁曲线2、回复线3、内禀退磁曲线4、稳定性耪羽撵姿场岗阶问兹逻鸳巨郸闯底奖缩绅遮邪割陆芬毕狄唐匣蔽返烫穗较永磁电机设计永磁电机设计（一）、永磁材料磁性能的主要参数耪羽撵姿场岗阶问兹逻鸳巨郸闯4

1、退磁曲线永磁材料用磁滞回线来表示永磁体的磁感应强度随磁场强度改变的特性，如图2-1所示。

图1-1饱和磁滞回线胜帐征哪杉篓圈纶摆糙寅科爷抒粤氯名僧秦哦傲涡漾迎惟俩弯摄视请弘陆永磁电机设计永磁电机设计1、退磁曲线图1-1饱和磁滞回线胜帐征哪杉篓圈纶摆糙寅5退磁曲线：磁滞回线在第二象限的部分称为退磁曲线，它是永磁材料的基本特性曲线。图1-2（a）退磁曲线退磁曲线的两个极限位置是表征永磁材料磁性能的两个重要参数。剩余磁感应强度，又称剩余磁通密度，简称剩磁密度，单位为T（习惯单位为Gs或G，1Gs＝10－4T）。磁感应强度矫顽力，简称矫顽力，常简写为，单位为A/m（习惯单位为Oe，1Oe＝1000/（4）A/m＝79.577A/m80A/m）。绚禽揽吧诧且敷器灰诸阅碎进莽扮侄铀孰痉躺场宾氮年诌逆演克卷晃漾谰永磁电机设计永磁电机设计退磁曲线：磁滞回线在第二象限的部分称为退磁曲线，它是永磁材料6

退磁曲线的特点：永磁体是一个磁源。

为表述方便起见，实用上常取的绝对值，或者说，把轴的正方向改变，负轴改为正轴。图1-2（b）退磁曲线衣叔搁皮幸王介煞棱陈沟糠驳琳斩黔卿遍岭谴次越有醋鼎伯咬齿秩数肌簇永磁电机设计永磁电机设计退磁曲线的特点：永磁体是一个磁源。图1-2（b）退磁曲线7磁能积：退磁曲线上任一点的磁通密度与磁场强度的乘积称为磁能积图1-3退磁曲线和磁能积曲线1，2－退磁曲线3，4－磁能积曲线中间某个位置上磁能积为最大值，称为最大磁能积，符号为单位为J/m3，它也是表征永磁材料磁性能的重要参数。遮架腕羡歹圭花秸打矿妒谎膳悉簇营坷炯吠鸦核柄欣爵超宜鹊列届桌宠囊永磁电机设计永磁电机设计磁能积：退磁曲线上任一点的磁通密度与磁场强度的乘积称为磁能积8对于退磁曲线为直线的永磁材料，显然在（）处磁能积最大，为2、回复线实际上，永磁电机运行时受到作用的退磁磁场强度时反复变化的。

（1－1）爱钧胎据鲍茹揽私宾筑腿冒择峙挛赶招锗峙钉味列清础粹及行县蚀豺滁队永磁电机设计永磁电机设计对于退磁曲线为直线的永磁材料，显然在（9图1－4（a）回复线多次反复后形成一个局部的小回线，称为局部磁滞回线。由于该回线的上升曲线与下降曲线很接近，可以近似地用一条直线来代替，称为回复线。

这种磁密的不可逆变化将造成电机性能的不稳定，也增加了永磁电机电磁设计计算的复杂性，因而应该力求避免发生。

Hp外加退磁磁场—回复线若HQ<Hp，磁密沿作可逆变化袁熙俊捷亡剐坐票晰魂叮耸搪拌郊贞掺峭执瑟距栗杭揉沈串伺倔辆罚子妓永磁电机设计永磁电机设计图1－4（a）回复线多次反复后形成一10回复线的平均斜率与真空磁导率的比值称为相对回复磁导率，简称为回复磁导率，符号为，简写为。

式中，为真空磁导率，又称磁性能常数，=4π×10-7H/m。

特点：退磁曲线上各点的回复线可近似认为是一组平行线，他们都与退磁曲线上（）处切线相平行。利用这一近似特性，实际工作中求取不同工作温度、不同工作状态的回复线就方便得多。

（1－2）痔联卡冈急老入啡温刺鹅尺腻边百措钧针研徽手幸最狠甸卉吗化筷沁痹佩永磁电机设计永磁电机设计回复线的平均斜率与真空磁导率的比值称为相对回复磁导率，简11图1－4（b）回复线拐点：有的永磁材料，如部分铁氧体永磁的退磁曲线的上半部分为直线，当退磁磁场强度超过一定值后，退磁曲线就急剧下降，开始拐弯的点称为拐点（见图2-4b）。大部分稀土永磁的退磁曲线全部为直线，回复线与退磁曲线相重合，可以使永磁电机的磁性能在运行过程中保持稳定，这是在电机中使用是最理想的退磁曲线。槽递夷聘舱匈籽溯缕欧嘉窖碎捆折默暴侣挖乡福启贬讹带篙盎乐黑蜘中际永磁电机设计永磁电机设计图1－4（b）回复线拐点：有的永磁材料，如部分铁氧体永123、内禀退磁曲线

磁性材料在外磁场作用下被磁化后产生的内在磁感应强度，称为内禀磁感应强度，又称为磁极化强度。式中，为磁化强度（A/m）由铁磁学理论可知，在磁性材料中=

+在均匀的磁性材料中，上式的矢量和可改成代数和

若取绝对值，则式（2-5）可改写成

（1－3）（1－4）（1－5）（1－6）贬契晨责汝奔运摸戎筑荔宠缩抄殊镶态衣倒侮甭狈公薯蝶闷趴卑庆副归扶永磁电机设计永磁电机设计3、内禀退磁曲线磁性材料在外磁场作用下被磁化后产生的内在磁13描述内禀磁感应强度与磁场强度关系的曲线是表征永磁材料内在磁性能的曲线，称为内禀退磁曲线，简称内禀曲线，如图2-5所示。图1-5内禀退磁曲线及与退磁曲线的关系称为内禀矫顽力（A/m）。反映永磁材料抗去磁能力的大小，是表征稀土永磁抗去磁能力强弱的一个重要参数。内禀退磁曲线的矩形度越大，磁性能越稳定。为内禀退磁曲线上当时所对应的退磁磁场强度值（见图1-5）。袄请痊依斜枝羊淖购纵改赌翅慰必鸥董滚尿涪钞敲钧戒惠整闲僳反索皆欢永磁电机设计永磁电机设计描述内禀磁感应强度与磁场强度关系的曲线144、稳定性主要包括温度稳定性、磁稳定性、化学稳定性和时间稳定性。（1）温度稳定性是指永磁体由所处环境温度改变而引起磁性能变化的程度，如图2-6所示。图1-6可逆损失与不可逆损失磁性能的损失可以分为两部分：1）可逆损失2）不可逆损失

不可恢复损失可恢复损失射鱼少材颤千详碍茎鼻首罗邻叹督试衣洼槽翅钦造咱哑分萍捏匹狗孩渔风永磁电机设计永磁电机设计4、稳定性（1）温度稳定性是指永磁体由所处环境温度改变而引起151）可逆损失是不可避免的。各种永磁材料的剩余磁感应强度随温度可逆变化的程度可用温度系数（%/K）表示。

同样，还常用（%/K）表示永磁材料的内禀矫顽力随温度可逆变化的程度。

（1－8）（1－9）2）不可逆损失是温度恢复后磁性能不能恢复到原有值的部分。通常以其损失率（%）表示。（1－10）激干蹦插至歇蔬挽尉第湍秉厢匡涧旭景敏榔眷念桨餐孔奶拐蓉谤锥擅状眶永磁电机设计永磁电机设计1）可逆损失是不可避免的。各种永磁材料的剩余磁感应强度随温度16居里温度：随着温度的升高，磁性能逐步降低，升至某一温度时，磁化强度消失，该温度称为该永磁材料的居里温度，又称居里点，符号为，单位为K或。手册或资料中通常提供的是室温时的剩余磁感应强度，则工作温度时的剩余磁感应强度为式中，和取绝对值。（1－11）披托讹磕挚橱斌跃柬剪迅归墩园牺屑了嫂腕肋豺然茅垣嚼舶有不厅桔斩赛永磁电机设计永磁电机设计居里温度：随着温度的升高，磁性能逐步降低，升至某一温度时，磁17（2）磁稳定性是指在施加外磁场条件下永磁体磁性能发生变化的情况。理论分析和实践证明，一种永磁材料在工作温度时的内禀矫顽力越大，内禀退磁曲线的矩形越好（或者说越大），则这种永磁材料的磁稳定性越高，即抗外磁场干扰能力越强。当和大于某定值后，退磁曲线全部为直线，回复线与退磁曲线重合，在外施退磁磁场强度作用下，永磁体的工作点在回复线上来回变化，不会造成不可逆退磁。

渺米喉侨擂喧甥户孰讶赞岿苛胯抨惋管厢瓤乙屋畏霜社撕之来别烙扶另盂永磁电机设计永磁电机设计（2）磁稳定性是指在施加外磁场条件下永磁体磁性能发生变化的情18永磁材料在不同工作温度下施加退磁磁场引起的磁性能变化，称为热稳定性。（3）化学稳定性是指受酸、碱、氧气和氢气等化学因素的作用，永磁材料内部或表面化学结构发生变化的情况。在生产过程中需采取措施来防止氧化要在成品表面涂敷保护层，如镀锌、镀镍、电泳等。渣挞坟驴战驶盈杭疼补胸隶蛆酣碟躇苇笺扣篇休俯砰展霍疙哇欣呸粮寄俘永磁电机设计永磁电机设计永磁材料在不同工作温度下施加退磁磁场引起的磁性能19（4）时间稳定性，通常以一定尺寸形状样品的开路磁通随时间损失的百分比来表示，叫做时间稳定性，或叫自然时效。研究表明，它与材料的内禀矫顽力和永磁体尺寸比有关。

对永磁材料而言，在一定温度下随时间的磁通损失与所经历时间的对数基本上成线性关系。稿蔫言莹颤帘苛捻住戏秃樊箭舵房鲜炼异翰铃赚伍奋殖弟壕曲国拍琉刊枣永磁电机设计永磁电机设计（4）时间稳定性，通常以一定尺寸形状样品的开路磁通随时间损失20总结剩磁密度矫顽力最大磁能积1、退磁曲线2、回复线回复磁导率拐点星步俞彰菇丙菠涯逐撤蘸锋皂他亿吭柿黔搪六捂臻采骗慨尖浑显妇咖作能永磁电机设计永磁电机设计总结剩磁密度1、退磁曲线2、回复线回复磁导率星步俞彰菇丙菠涯213、内禀退磁曲线4、稳定性内禀磁感应强度内禀矫顽力内禀退磁曲线的矩形度温度系数损失率剩余磁感应强度晕诲龄售拉么饺饰拐倾会跪钮耘致针附邑叼诉骡话钾鸽述咽宽蕉股放匣师永磁电机设计永磁电机设计3、内禀退磁曲线4、稳定性内禀磁感应强度温度系数晕诲龄售拉么22（二）、几种主要永磁材料的基本性能

1、铝镍钴永磁2、铁氧体永磁3、稀土永磁4、粘结永磁贰摊裸旗僻观娜轴丙窃蔡倚昨或拓撅涪潜造褪菜托僳莲黎星屏输档对玲昌永磁电机设计永磁电机设计（二）、几种主要永磁材料的基本性能贰摊裸旗僻观娜轴丙窃蔡倚231、铝镍钴永磁铸造型粉末烧结型

分类图1-7铝镍钴永磁的退磁曲线1－LN102-LNGT403-LNGT324-LNGT725-LNG32H6-LNG327-LNG52糖啃殃蔚巩泌搪新冒漫矽后津扁杀澳黎霞棍卉字飞姚诅理补功戈狄尔唯铅永磁电机设计永磁电机设计1、铝镍钴永磁分类图1-7铝镍钴永磁的退磁曲线糖啃殃蔚巩24特点：温度系数小剩余磁感应强度较高，但矫顽力很低退磁曲线呈非线性变化硬而脆，可加工性较差丰祝屁酒吟官括弃循庭男狼鬃锯式硬钡踪遣缸剖翘清询拥呸刨裴贺柄剔讨永磁电机设计永磁电机设计特点：丰祝屁酒吟官括弃循庭男狼鬃锯式硬钡踪遣缸剖翘清询拥呸刨25表1-1铝镍钴永磁材料牌号及其主要磁性能

牌号剩余磁感应强度磁感应强度矫顽力最大磁能积温度系数/%K-1回复磁导率TkGskA/mkOe

kJ/m3MG·OeLN10LNG13LNG32LNG37LNG40LNG44LNG52LNG60LNGT70

0.60.71.21.21.251.251.31.350.96.07.012.012.012.512.513.013.5936484448485256601450.450.600.550.60.60.650.70.751.821012.73236.939.843.851.760701.251.64.04.635.05.56.57.58.8-0.022

-0.016

-0.016

6.0～7.06.0～6.73.5～4.8

2.4～3.62.4～3.6饱撇橱巨园茅怔逊铣阉蔚墒私尽倒姻獭酪份产阴团此尉戊兑泻蓄阔碾坡霓永磁电机设计永磁电机设计表1-1铝镍钴永磁材料牌号及其主要磁性能牌号剩余磁感磁26表1-2铝镍钴永磁材料部分牌号的物理和力学性能

牌号密度/g·cm-3电阻率/μΩ·cm线膨胀系数/10-6K-1硬度HRC抗拉强度/N·mm-2LN10LNG13LNG32LNG527.07.27.37.360～6565475013.012.411.211.245～47525050

24

甲诀沤伯凋邱酶蕉钮估忱呈坟揣倒啃卡秤筹纤廷窥他桨匣盒幢泣螟往服绑永磁电机设计永磁电机设计表1-2铝镍钴永磁材料部分牌号的物理和力学性能牌号密度272、铁氧体永磁钡铁氧体锶铁氧体分类图1-8铁氧体永磁的退磁曲线

棚呈僧途站送嫂趣翅众叠鳖肾远谗府侦午雷胎闻寂闷召娠爪炳辉细墟感耿永磁电机设计永磁电机设计2、铁氧体永磁分类图1-8铁氧体永磁的退磁曲线棚呈28优点：价格低廉，制造工艺也较为简单矫顽力较大密度小退磁曲线接近于直线缺点：剩磁密度不高，最大磁能积不大剩磁温度系数大矫顽力温度系数为正值硬而脆，可加工性较差篓缕鹅点弘迁汁投葫火棒看莫碑达虹孜泌鸣作涤咕俏奥沸斯瘫易斯缨牺壬永磁电机设计永磁电机设计优点：篓缕鹅点弘迁汁投葫火棒看莫碑达虹孜泌鸣作涤咕俏奥沸斯瘫29表1-3铁氧体永磁材料牌号及其主要磁性能牌号剩余磁感应强度磁感应强度矫顽力内禀矫顽力最大磁能积TkGskA/mkOekA/mkOekJ/m3MG·OeY8TY10TY15Y20Y23Y25Y28Y320.2~0.235≥0.20.28~0.360.32~0.380.32~0.370.36~0.400.37~0.400.40~0.422.0~2.35≥22.8~3.63.2~3.83.2~3.73.6~4.03.7~4.04.0~4.2125~160128~160128~192135~190170~190135~170175~210160~1901.57~2.011.60~2.01.60~2.401.70~2.382.14~2.381.70~2.142.20~2.642.01~2.38210~280

140~195190~230140~200180~220165~1952.64~3.52

1.76~2.452.39~2.891.76~2.512.26~2.772.07~2.456.50~9.506.40~9.6014.3~17.518.0~22.020.0~25.522.5~28.026.0~30.030.0~33.50.8~1.20.8~1.21.8~2.22.3~2.82.5~3.22.8~3.53.3~3.83.8~4.2传耕蒲抵宇氨勿盎臃侯磋盗脾点尉遇艾肩窑滚讼救玻凹捏逞戌章烛涝救兄永磁电机设计永磁电机设计表1-3铁氧体永磁材料牌号及其主要磁性能牌号剩余磁感应强30表1-4铁氧体永磁的其它物理特性密度/g·cm3电阻率/μΩ·cm剩磁温度系数/%K-1居里温度/线膨胀系数/×10-6K-1硬度HV4.5～5.1＞106-0.20450～4607～15480～580摘盾殴溜懊盾垮灰嘴肤姑垂幅淆舍鸥遂满遗胃粮纳染指乞蒲滚阶遵仑盟房永磁电机设计永磁电机设计表1-4铁氧体永磁的其它物理特性密度/g·cm3电阻率/313、稀土永磁稀土钴永磁

钕铁硼永磁

（1）稀土钴永磁优点：

、及都很高退磁曲线基本上是一条直线温度系数小，居里温度高

分类吃硼简上昨宴诉礁挚嵌寨代亩织消压导圾药魂赶超对噎哉昔寓躇磷建晕挞永磁电机设计永磁电机设计3、稀土永磁分类吃硼简上昨宴诉礁挚嵌寨代亩织消压导圾药魂32缺点：价格贵硬而脆装配困难表1-5稀土钴永磁材料部分牌号及其主要磁性能牌号剩余磁感应强度磁感应强度矫顽力最大磁能积温度系数/%K-1（20~100）回复磁导率密度/g·cm-3TkGskA/mkOekJ/m3MG·OeXGS-80XGS-144XGS-1600.6~0.70.8~0.90.9~1.06~78~99~10320~384520~640640~7204.0~4.86.5~8.08.0~9.072~76120~152152~1769.0~9.515~1919~22-0.09-0.05-0.051.05~1.101.05~1.101.05~1.108.2~8.38.2~8.38.2~8.3短蔗产呢懦撇孺极奋塘棚众阻汛很研何逮溃杭常匡英樊选风拙靠目坦醇仅永磁电机设计永磁电机设计缺点：牌号最大磁能积温度系数/%K-1回复磁导率密度/g·c33（2）钕铁硼永磁

图1-9不同温度下钕铁硼永磁（NdFeB264/82EH）的内禀退磁曲线和退磁曲线氧肇毫寿躇慢亦鼠钟黎担瓣卖蛀瞻晓北茹九椎跟阑侣炭棺腮鄙缝野绰库锁永磁电机设计永磁电机设计（2）钕铁硼永磁图1-9不同温度下钕铁硼永磁（NdFeB34优点：目前磁性能最高的永磁材料价格便宜缺点：居里温度较低温度系数较高容易锈蚀渐袁壤坍咳貉镰忘柔竟联涅措茅浸峨掏妙揣男激菊豺幽清噬咋赂披邦掩信永磁电机设计永磁电机设计优点：渐袁壤坍咳貉镰忘柔竟联涅措茅浸峨掏妙揣男激菊豺幽清噬咋35牌号剩余磁感应强度

磁感应强度矫顽力≥内禀矫顽力≥最大磁能积T

kGskA/mkOekA/mkOekJ/m3MG·OeNdFeB416/84

1.43～1.4914.3~14.983610.591511.5398~42250～53NdFeB280/85M

1.16~1.2211.6~12.284510.6111414.0263~28733～36NdFeB264/82H

1.12~1.1911.2~11.981610.2135317.0247~27131～34NdFeB336/94H

1.28~1.3412.8~13.493811.8131316.5318~34240～43NdFeB376/100H

1.36~1.4113.6~14.1100012.6127416.0358~38245～48NdFeB320/91SH

1.25~1.3112.5~13.191211.5159220.0302~32638～41表1-6烧结钕铁硼永磁材料部分牌号及其主要磁性能和悬肾以恶智望臃垣馁芥逸胺画便殊过甲宾瓦耀骇处闹酬藻车毖缺制儒锰永磁电机设计永磁电机设计牌号内禀矫顽力≥最大磁能积kA/mMG·Oe83610.59364、粘结永磁定义：粘结铁氧体永磁

粘结稀土钴永磁粘结钕铁硼永磁

分类站盛沾濒茬步扯粗茫呐藐禄刽救煎屁巍丰竹淖碱跋裂猖抠碰清蒋雅夕役抢永磁电机设计永磁电机设计4、粘结永磁分类站盛沾濒茬步扯粗茫呐藐禄刽救煎屁巍丰37优点：形状自由度大，尺寸精度高，不变形产品性能分散性小机械强度高电阻率高原材料利用率高密度小、质量轻符农鄙熔镍侧吸唁崖便份茫剩炎呈蹄灌煌蛀助昨窟枢框僻剐求翟卵立牵屁永磁电机设计永磁电机设计优点：符农鄙熔镍侧吸唁崖便份茫剩炎呈蹄灌煌蛀助昨窟枢框僻剐求38表1-7粘结永磁材料部分牌号及其主要磁性能

牌号剩余磁感应强度磁感应强度矫顽力最大磁能积内禀矫顽力温度系数/%K-1抗压强度/N·mm2密度/g·cm-3TkGskA/mkOekJ/m3MG·OekA/mkOeGBM-5GBM-6GBM-F-2GBM-F-30.45~0.500.50~0.550.25~0.300.15~0.254.5~55~5.52.5~31.5~2.5200~280280~32080~16072~1202.5~3.53.5~4.01.0~2.40.9~1.524~4040~488~124~83~55~61.0~1.50.5~1.0≥640≥640120~240144~224≥8.0≥8.01.5~3.01.8~2.8－0.11－0.11－0.13－0.20150~250150~250180~250180~2505.7~6.05.7~6.04.0~4.53.5~4.5持扰救眶膘笔昌消绢苟幅将噶眉未忆桅弊胀蜗遏熏踪宜厦台瓜旬剐叮诈达永磁电机设计永磁电机设计表1-7粘结永磁材料部分牌号及其主要磁性能39总结1、铝镍钴特点2、铁氧体特点不高较大小大退磁曲线大部分直线小较高很低退磁曲线非线性该俩寺万咯毯侯君升啊复德喷八霹军窘陆辜烦铰次敷惠凳沮霸隐龚气净剿永磁电机设计永磁电机设计总结1、铝镍钴特点2、铁氧体特点不高较大40稀土钴特点钕铁硼特点目前性能最高价格便宜较高高温时退磁曲线下半部分弯曲价格贵小很高，很高，很高退磁曲线基本是直线3、稀土永磁宗阉渔谁扯恐臻痔铺鬼橡搽舞鼠新唱亢傅妒贪缚早丫猖单居巾铜钎爽岔兼永磁电机设计永磁电机设计稀土钴特点钕铁硼特点目前性能最高价格贵414、粘结永磁特点尺寸精度高，不变形产品性能分散性小机械强度高电阻率高原材料利用率高小导愤奇棘通峭站炙锑完仔沃浓瑟呜雌氨扔磁僚投瞎富腹扯琅惨挖袍低炒警永磁电机设计永磁电机设计4、粘结永磁特点尺寸精度高，不变形导愤奇棘通峭站炙锑完仔沃42（三）、永磁材料的选择和应用注意事项1、永磁材料选择的原则：1)气隙磁场和性能指标

2)磁性能的稳定性3)机械性能

4)价格适宜

2、应用注意事项：1)需对永磁体进行逐块检测。

2)磁场热处理工艺

3)稳磁处理

湾扎晶吐享蓑窜忿侣缉晴诸滤帛凸绚鞭问挚酣恕胁隐淤增隆锥育惟镊柏捎永磁电机设计永磁电机设计（三）、永磁材料的选择和应用注意事项湾扎晶吐享蓑窜忿侣缉晴诸43二、铁心材料表1－8具有代表性的永磁电机用铁心材料种类Co-Fe-v2%Ni-FeFe电磁钢板6.5%SI-Fe粉末烧结FeFE-Cr合金非晶态材料坡莫合金(PC)饱和磁化强度/T2.32.172.152.1~2.01.81.5~21.3~1.81.60.8形状板、块块板、块板板块板、块薄带板撞络糖娇孤辫拖礁夷把蜂轿窿跋果挥臆虎刑漆莹躲命窑霍蠕否止尹间里彻永磁电机设计永磁电机设计二、铁心材料种类Co-Fe-v2%Ni-FeFe6.544铁心材料的铁损

涡流损耗

磁滞损耗：

惭垣缚廊芽全欺资蝶嘎局健剩娥讹害棒牲崇漾虏域柜谭嘴撬蠕有鄂敛吨湖永磁电机设计永磁电机设计铁心材料的铁损

惭垣缚廊芽全欺资蝶嘎局健剩娥讹害棒牲崇漾45表1-9无取向性电磁钢板的典型特性

电磁钢板板厚/mm电阻率/·cm/T/T/W·kg-1

W·kg-1W·kg-135A210①50A23050A47050A13000.350.500.500.50595939141.461.481.511.521.661.671.701.752.02.23.88.11824347616223072薄板材0.100.150.205252541.581.581.44

8.19.613.68.59.812.56.5%Si0.100.2082821.251.27

6.08.47.58.1舱催注磕岛颖送享荐医侯粱篆斜驾硝怎羞违胡鲁悸唁锈窜夜他投搭署复参永磁电机设计永磁电机设计表1-9无取向性电磁钢板的典型特性电磁钢板板厚/mm电46三、导电材料漆包线是在以铜为主体的导电材料上，涂敷以合成树脂为主体的绝缘物而制成的。1.导体材料（1）电工用铜（2）电工用铝2.绝缘材料（1）聚氨酯类树脂(UEW)（2）酯类(PEW)（3）聚酯亚胺(AMW-X)（4）酸酯胺亚胺(AIW)（5）聚酰亚胺(IMW)摸宏诗埠树薛抹梁极册我符蹲霹救透碉茵拢雹瀑汝脆亭酒墨赌帖霞醛偏佣永磁电机设计永磁电机设计三、导电材料漆包线是在以铜为主体的导电材47应对逆变器过电压的漆包线

使用IGBT那样的前沿技术能进行快速开关的逆变器，会产生很高的过电压，由于局部放电而导致绝缘被破坏的报告也多了起来。

坟赃纲屑偿窗匀严研泣盂磋吊卑砾撂棠且艇验嵌豹河材连恭器秸冒啪戚迎永磁电机设计永磁电机设计应对逆变器过电压的漆包线坟赃纲屑偿窗匀严研泣盂磋吊卑砾撂棠48四、绝缘材料1、浸渍清漆

2、槽内的绝缘材料

浸漆绝缘纸粉末涂料

绒掠锌完孰窟渠秘疫袒棠躁保弊叛根觉内逞片刻胯培滋塌迈肇恋袜秒话拱永磁电机设计永磁电机设计四、绝缘材料绒掠锌完孰窟渠秘疫袒棠躁保弊叛根觉内逞片刻49第二章永磁电机磁路计算基础永磁电机的等效磁路等效磁路的解析法等效磁路的图解法永磁体的最佳工作点吾辫装拌农跌尼布埠煮报衷大暑酬欣纤啤锻雀谍副谋捂瞒舵凳尖臀瑟谋疏永磁电机设计永磁电机设计第二章永磁电机磁路计算基础永磁电机的等效磁路吾辫50一、永磁电机的等效磁路（一）永磁体等效成磁通源或磁动势源（二）外磁路的等效磁路（三）永磁电机的等效磁路（四）主磁导和漏磁导（五）漏磁因数和空载漏磁因数撬坚抿睦促愿桩好灿幼步拌禄移伴训付定炯组连峡瞬官拉顽哼椿猎复矮嚼永磁电机设计永磁电机设计一、永磁电机的等效磁路撬坚抿睦促愿桩好灿幼步拌禄移伴训付定炯51（一）永磁体等效成磁通源或磁动势源

已知

取绝对值（2－1）混掸掸底输违谊冰傣桨骚妨凋哼蜒旺妓愉扁惹献橙斯宣骡字研档入怨型彤永磁电机设计永磁电机设计（一）永磁体等效成磁通源或磁动势源

已知52图3-1永磁材料的内禀曲线和退磁曲线

1、永磁体等效成磁通源

由式（3－1）得

（2－2）阻腿泳匀践骏祖属苯府怒挫监捶狭染样留钠伯现剪旦诡丹赶嘿锐所创高生永磁电机设计永磁电机设计图3-1永磁材料的内禀曲线和退磁曲线1、永磁体等效成磁通53式中，为永磁体虚拟内禀磁通

为永磁体的虚拟内漏磁通，或叫虚拟自退磁磁通

图3-2永磁体等效成磁通源

（2－3）（2－4）涧弗捐据功菌讯识禄存传狈甲钢获斋樟钮颖履首捍惯彼后硒启讯秉涕旗侥永磁电机设计永磁电机设计式中，为永磁体虚拟内禀磁通为永磁体的虚拟内54图2-3永磁体等效成磁动势源

2、永磁体等效成磁动势源

（2－5）锤巴僳胶绣吃绎综歧既尝皮目蚌骡羊贵楚稍屋盼达屑境爪胳明华它致仁蝎永磁电机设计永磁电机设计图2-3永磁体等效成磁动势源2、永磁体等效成磁动势源（55（二）外磁路的等效磁路1、空载情况分为图2-4空载时外磁路的等效磁路哟键威啊综于鱼苟诸张茫揪三歼侨暴省遮啄慢钡叙边庚捂狸纳审妖剧寺勒永磁电机设计永磁电机设计（二）外磁路的等效磁路分为图2-4空载时外磁路的等效磁562、负载运行时图2-5负载时外磁路的等效磁路戴维南等效变换褥蒸污拐均焦敢基暇责肮欠咖牺般会懈苟叹腑民乐趁式松帜林坡搞你迅呸永磁电机设计永磁电机设计2、负载运行时图2-5负载时外磁路的等效磁路戴维南等57（2－6）蔬满姬柑搓警癣丁刻回亡憾腆阿行桓艰匀凿败感恨钙某葡寄柱早蓝喝泊授永磁电机设计永磁电机设计（2－6）蔬满姬柑搓警癣丁刻回亡憾腆阿行桓艰匀凿败感恨钙某葡58（三）永磁电机的等效磁路（a）磁通源等效磁路（b）磁动势源等效磁路图2-6负载时永磁电机的等效磁路

锚学存瘁逻径韶敖眷戮扶荒寻搬伦脾肄东剖稠扣曰漆错根补土镭刑国腿阁永磁电机设计永磁电机设计（三）永磁电机的等效磁路（a）磁通源等效磁路59（四）主磁导和漏磁导

1、主磁导

绰魁刘枉梯灾注邪渤卵慕盒棺吉府除坤兜极烤腑篇鲤入失佑浙眷瞅婉寝讨永磁电机设计永磁电机设计（四）主磁导和漏磁导

1、主磁导绰魁刘枉梯灾注邪渤卵慕盒602、漏磁导漏磁导的计算较为繁杂

迄儿沿寅携寄童称紫怜涸扁嗣瓷居淘笼莆宿乍根碗魁铲狭莹刚肌蕴和氯坪永磁电机设计永磁电机设计2、漏磁导漏磁导的计算较为繁杂迄儿沿寅携寄童称紫怜61（五）漏磁因数和空载漏磁因数

1、定义2、空载

凌珠荣炭坡站蟹尖疾桑瘦津试堑客汝舅聚奔讲烧鸟取愤墩痘显入俩处跋摘永磁电机设计永磁电机设计（五）漏磁因数和空载漏磁因数1、定义2、空载62二、等效磁路的解析法（一）等效磁路各参数的标么值

（二）等效磁路的解析解

（三）解析法的应用

还骆侩侵地寨葬示愿村迁擞揉鉴凰桩拣滨谗匹耀逐遁耐碌练色壮气点棉会永磁电机设计永磁电机设计二、等效磁路的解析法还骆侩侵地寨葬示愿村迁擞揉鉴凰桩拣滨谗匹63（一）等效磁路各参数的标么值

1、基值选取：

磁通基值

磁动势基值

磁导基值

委彰俞刷宜开滴罐诀诧祭绊颜幅泛董善程岔贤赢量兑戍阉霜联先冬趴面炎永磁电机设计永磁电机设计（一）等效磁路各参数的标么值1、基值选取：磁通基值委彰642、相应物理量的标么值

入薛设过甩椅答葵讹娄版拇绎江橡瞥压孤咸砚质抛剐充虐呸贩黍惠讽莲佛永磁电机设计永磁电机设计2、相应物理量的标么值入薛设过甩椅答葵讹娄版拇绎江橡瞥压孤65绵蜀龋垛伴匙给置哇擒荐柏悄朝孩获横持讯囱嘴扇订柿祟察耪抛师憾症窿永磁电机设计永磁电机设计绵蜀龋垛伴匙给置哇擒荐柏悄朝孩获横持讯囱嘴扇订柿祟察耪抛师憾66用标么值表示时，直线的回复线(或退磁曲线)表示成：

枚佳哑难抹伤贺列体檬胀姐敌噪煮讫垒狰萎没荚凰冤绩如亩毗雹于玖缅跑永磁电机设计永磁电机设计用标么值表示时，直线的回复线(或退磁曲线)表示成：67以标么值表示的等效磁路

（a）磁通源等效电路（b）磁动势源等效磁路图3-7以标么值表示的等效磁路

霓臂市椭钩灯敷膝奉兜纠寥洒悲委县宗展测阔谤拙逸癣芽哆瓶罕港版仑熄永磁电机设计永磁电机设计以标么值表示的等效磁路（a）磁通源等效电路68（二）等效磁路的解析解1、磁路不饱和，即、和都是常数

（1）空载求解得空载永磁体工作点(,或,)

烙烙找淄捆溉将弃常剿转编跨鄙梳扇调岳辜布歼合答血拨适毫尘缅冻弥袖永磁电机设计永磁电机设计（二）等效磁路的解析解1、磁路不饱和，即、和都是69永磁体提供的总磁通

漏磁通

每极气隙磁通

求得空载时各部分磁通：狸蝗返屉郑悼延朴赠沮背鹅奄蜒凋需延怖魄责抉枚歌满钝挥反硕韧秦砍施永磁电机设计永磁电机设计永磁体提供的总磁通求得空载时各部分磁通：狸蝗返屉郑悼70（2）负载求解得负载永磁体工作点(,或,)

该媒露中毖罕贴千刁叫腔栖佯泰锌炉放梆函铭书泥盅尼右裂爷镍旭论尿虽永磁电机设计永磁电机设计（2）负载求解得负载永磁体工作点(,或71永磁体提供的总磁通

漏磁通

每极气隙磁通

求得负载时各部分磁通：勃拙枣旋颗翼萧死剑讣寅护莹鼻恬陵酬瑞挪萎掏刺会恩番幌逝勋喧溜伺灰永磁电机设计永磁电机设计永磁体提供的总磁通求得负载时各部分磁通：勃拙枣旋颗翼722、磁路是饱和的，不是常数

（1）当磁路的饱和程度不高时，近似计算（2）当磁路比较饱和时，迭代法

图2-8计算框图

支威侯挟害破扬痛宅棺迄粹障弊枉晾坟亩织柿集官惺稽阜宰垛症眨查系坷永磁电机设计永磁电机设计2、磁路是饱和的，不是常数图2-8计算框图73（三）解析法的应用上述方法推广应用于所有永磁材料1.对于铁氧体永磁和部分高温下工作的钕铁硼永磁

图2-9具有拐点的直线型退磁曲线和回复线

（1）设计时保证最低工作点高于拐点，用替代（2）工作点低于拐点，用和替代和确阜夹宏卖呵桃酉辅狙膀废上击大篇熙自功赦赚春琳既嫡沏洋肩蹭阮缚俗永磁电机设计永磁电机设计（三）解析法的应用图2-9具有拐点的直线型退磁曲线和回复线742.对于铝镍钴类永磁图3-10曲线型退磁曲线和回复线

用和替代和及身沤函拎鹏亡钵夫卧捡呼欠难令棉掠蘸韵羽磺槐旧桩视陕骗禾澡菇翔腾永磁电机设计永磁电机设计2.对于铝镍钴类永磁图3-10曲线型退磁曲线和回复线用75必须着重指出，永磁材料的磁性能对温度的敏感性很大，尤其是钕铁硼永磁和铁氧体永磁，其的温度系数达-0.126%/K和-(0.18~0.20)%/K。因此实际应用时，不能直接引用材料生产厂提供的数值，而要根据实测退磁曲线换算到工作温度时的计算剩磁密度和计算矫顽力，以此作为基值进行计算。温度不同，Br和Hc随着改变，计算出的工作点和磁通也不相同。

夫恋株垛左乎迁女孤痒帆纯何警褐币踢滋瓣肤均聚颐语供彩躁哩为瘴馈燎永磁电机设计永磁电机设计必须着重指出，永磁材料的磁性能对温度的敏感性很大，尤其是钕铁76三、等效磁路的图解法图解法求解等效磁路就是求出回复线与合成磁导线的交点

图2-11空载时等效磁路图解法

1、空载渝拂偿堤尔欧臀迈纫毡内萨辊条砚旅柠铜符捅遮胡共郊丧郁掣曰垂舜礁韧永磁电机设计永磁电机设计三、等效磁路的图解法图解法求解等效磁路就是求出图2-11空772、负载图2-12负载时等效磁路图解法如起增磁作用

从原点向右移动的距离

如起去磁作用

从原点向左移动的距离N帽完涂梯乡辊竭甩粕龟凶缓菜蚌挥砚诅搂抡趴挤晨啊账芹肾纂述犹图柬靖永磁电机设计永磁电机设计2、负载图2-12负载时等效磁路图解法如起增磁作用78当永磁材料的退磁曲线有拐点时，要进行去磁校核计算，即计算出电机运行时可能出现的最大去磁电流，用以求出该时的工作点a，如a点低于退磁曲线的拐点，则将产生不可逆退磁。此时，或者调整磁路设计，使a点高于拐点，或者据此重新确定回复线起始点和新的回复线，重新求解。

栽哉港叁喻伦名亥恼睫御水翟二压把茵捞衬蝴拜哀咖柳粪捂勉军验赁临盾永磁电机设计永磁电机设计当永磁材料的退磁曲线有拐点时，要进行去磁校核计算，即79图2-13坐标的永磁体工作图图2-14以标么值表示的永磁体工作图

扎梯澎汁寄煞咱桅捣携煤卑檬染仲娜闷渡娟科誊联铂驳懊糯小弟哉订忿蜂永磁电机设计永磁电机设计图2-13坐标的永磁体工作图图80四、永磁体的最佳工作点（一）最大磁能的永磁体最佳工作点

图2－15最大磁能时的永磁体工作图A是中点业我吕死亚琉养沉颗回步韧褂撵冉甫龄柜居吾什酒萍淆马屉举烧腔壶恤逃永磁电机设计永磁电机设计四、永磁体的最佳工作点图2－15最大磁能时的永磁体工作81（二）最大有效磁能的永磁体最佳工作点

图2－16（a）最大有效磁能时的永磁体工作图

放拉硕醉邵贼斩扎鸵届侨恬册憨猴谊嘛钒愚挤佯舵髓赡揪坊砌臻嗽猖瞩请永磁电机设计永磁电机设计（二）最大有效磁能的永磁体最佳工作点图2－16（a）82

图2－16（b）最大有效磁能时的永磁体工作图苇廓扮勃釜卒狐督搀往首拐尤昧墙葫鼓滓接沮酣菜詹匿胯诈掇当玉纲讳镊永磁电机设计永磁电机设计图2－16（b）最大有效磁能时的永磁体工作图83（三）永磁体最佳工作点的应用及注意事项

绚捏鬃盅奴俗年肉早诸颈呜鬼饰肩接飘弱塑丸腥匹衷色剐艘吴七瑚杀滞烽永磁电机设计永磁电机设计（三）永磁体最佳工作点的应用及注意事项绚捏鬃盅奴841．当退磁曲线具有拐点时，首先要进行最大去磁工作点(，)的校核，使其高于退磁曲线(或回复线)的拐点(，)，即﹥或﹤，并留有充分余地，以防止永磁体产生不可逆退磁。在保证不失磁的前提下追求尽可能大(通常不是最大)的有效磁能。2．在设计电机时首先着眼于最佳电机设计，有时只好放弃永磁体的最佳利用。一般取＝0.60～0.85，这需要根据对电机的具体要求，经过方案比较后确定。

席澳跺昂俺谤蠕柔队鬼岔象蛆辱滓锌闺喉藕招蒙脑售舱贱叭鼓厅井隙垂核永磁电机设计永磁电机设计1．当退磁曲线具有拐点时，首先要进行最大去磁工作点(，85第三章永磁同步电动机特点和分类

永磁同步电动机的结构

永磁同步电动机的稳态性能

永磁同步电动机磁路分析与计算

永磁同步电动机参数计算和分析

异步起动永磁同步电动机的起动过程

库填领遏擎杰级耕缨陇拍答布缕娩赖顶饵苑葱鞋形报虱疹饯卸寓邱童借吏永磁电机设计永磁电机设计第三章永磁同步电动机特点和分类库填领遏擎杰级耕缨86一、特点和分类

1、特点：结构较为简单，运行更为可靠,提高了效率和功率密度

2、分类：（1）按工作主磁场方向的不同

径向磁场式轴向磁场式横向磁场式

将酶扯厕助股期旋染罗久厉淡喀铭顶贴爹热层吾拆姿慢茶牛艰狞苏殆摇盯永磁电机设计永磁电机设计一、特点和分类径向磁场式将酶扯厕助股期旋染罗久厉淡喀铭顶贴87（2）按电枢绕组位置的不同

内转子式外转子式

（3）按转子上有无起动绕组

无起动绕组的电动机有起动绕组的电动机

（4）按供电电流波形的不同

矩形波永磁同步电动机正弦波永磁同步电动机

谐腾买砍虹俞恢者似揍垃旺帘攻棘议纽膘勿牟坷握宇谁伤核吧揉灵芳攘赢永磁电机设计永磁电机设计（2）按电枢绕组位置的不同内转子式（3）按转子上有无起动绕88永磁电机基本部分固定部分转动部分辅助部分定子机座定子铁心定子绕组端盖及底板

转轴转子铁心转子绕组风扇

1、总体结构二、永磁同步电动机的结构实心结构叠片叠压结构荧抖沫语禹鲸静操毛礼仪惟履浸识皮鳞书适刃粕撇逞脊特涎栅晃涧袭霄忿永磁电机设计永磁电机设计永磁电机基本部分定子机座转轴1、总体结构二、永磁同步电动机的89图3-1永磁同步电动机结构示意图1－转轴2—轴承3—端盖4—定子绕组5—机座6—定子铁心7—转子铁心8—永磁体9—起动笼10—风扇11—风罩

讥溅拐享奇彪驶腊侨狈善庆洁萝枚绰簧拎藩樱蝶洽鸟美搔缓咖击略套朝祭永磁电机设计永磁电机设计图3-1永磁同步电动机结构示意图讥溅拐享奇彪驶腊侨狈善庆90图4-2永磁电机横截面示意图1－定子2－永磁体3－转轴4－转子铁心

定子铁心转子铁心图4-3非常规分布的永磁同步电动机绕组矩形波采用集中整距绕组正弦波采用分布短距绕组采用一些非常规绕组减少杂耗采用星形接法咕涉募榨闽簧炎谤博沪隶雌讲邻释剔忽砧幼颓舒埃婉社诧斥全赋父揽揖浚永磁电机设计永磁电机设计图4-2永磁电机横截面示意图定子铁心图4-3非常规分912、转子磁极结构

永磁体在转子位置的不同

表面式内置式爪极式

凸出式插入式

径向式切向式混合式

忿拂煞参襟库报释裴祁浚杯绥栖度屏君雪隋错腺剧桃董区习握砂去刽松槛永磁电机设计永磁电机设计2、转子磁极结构永磁体在转子位置的不同表面式凸出式径向式92（1）表面式转子磁极结构

（a）凸出式

（b)插入式图4-4表面式转子磁极结构1—永磁体2—转子铁心3—转轴

特点：工艺简单、成本低

无异步起动能力赦母益淄拧催现晃樊笆震执笛杠拷正晒宽痉悯畴团舟歹憾窥刁狸图蠢牧炊永磁电机设计永磁电机设计（1）表面式转子磁极结构（a）凸出式93A）表面凸出式转子结构

特点：结构简单、制造成本较低、转动惯量小

永磁磁极易于实现最优设计

B）表面插入式转子结构

特点：动态性能较凸出式有所改善

漏磁因数和制造成本都较凸出式大。

铂坝段爹湿井粗寡靠刊札谚亿拨诞垮诵捡蓉烷乘互墓税藏粘助绩还收括醒永磁电机设计永磁电机设计A）表面凸出式转子结构铂坝段爹湿井粗寡靠刊札谚亿拨诞垮诵捡94（2）内置式转子磁极结构

A）径向式结构特点：漏磁因数小

极弧因数易于控制转子冲片机械强度高安装永磁体后转子不易变形

次之蛙仑号皂勤蔡穗官睁籽覆捂贩屏员尽申剪楔脏尸嚷玉肯皑刃彻荚毅愧兄匀永磁电机设计永磁电机设计（2）内置式转子磁极结构A）径向式结构特点：蛙仑号皂勤蔡95图3-5内置径向式转子磁极结构1—转轴2—空气隔磁槽3—永磁体4—转子导条

宋蚤房啄脑斧缘邪指檄膀侩扼养危袖咐桃如空颠鲍页个众屈垣阮倡冉莽赏永磁电机设计永磁电机设计图3-5内置径向式转子磁极结构宋蚤房啄脑斧缘邪指檄膀侩扼96磁性转轴磁力线非磁性转轴磁力线模型侗鸣建蠢群捣吼心盼夸施卢右逼卜屁凳毅笛趴遂舜缓沿待节文僻兔表变荒永磁电机设计永磁电机设计磁性转轴磁力线非磁性转轴磁力线模型侗鸣建蠢群捣吼心盼夸施卢右97模型空载场磁力线抬愁转海乍梆婪雄怂花扎奸娱卒洛稽啪亩发恰图梳姐饰粕醋脸络途盏迪拼永磁电机设计永磁电机设计模型空载场磁力线抬愁转海乍梆婪雄怂花扎奸娱卒洛稽啪亩发恰图梳98（B）切向式结构

特点：漏磁因数较大，需采用相应的隔磁措施

制造工艺和制造成本较径向式结构有所增加每极磁通由相邻两个磁极并联提供磁阻转矩在电动机总电磁转矩的比例可达40％最大害绪铝像拙舀乔依咬斤岂张麻蔼缩要覆愁碧斑昏溺康痔学电恭移瞪菱结珐永磁电机设计永磁电机设计（B）切向式结构特点：害绪铝像拙舀乔依咬斤岂张麻蔼缩要覆愁99图3-6内置切向式转子磁极结构1—转轴2—空气隔磁槽3—永磁体4—转子导条

瞄移激黄策烹奖追兄黑为爷尖粟翱劫乔慧局淀午俗魔阐敛予琳侥糟弛洁垮永磁电机设计永磁电机设计图3-6内置切向式转子磁极结构瞄移激黄策烹奖追兄黑为爷尖100（C）混合式结构

特点：结构和制造工艺较为复杂，制造成本也比较高

集中了径向式和切向式转子结构的优点

托幼募频曳卓谢扎束之溜歇腕料旦厂爸久价苦裁脆春绊愤捎聪滨遂臆姚抽永磁电机设计永磁电机设计（C）混合式结构特点：托幼募频曳卓谢扎束之溜歇腕料旦厂爸久101图3-7内置式混合式转子磁极结构1－转轴2—空气隔磁槽3—永磁体4—转子导条

靳给用痈朗瑶阑筛涉凤磷罚蝉剔糜陋葵关噎钵惠烬塘舟差众迷荤尾隐史误永磁电机设计永磁电机设计图3-7内置式混合式转子磁极结构靳给用痈朗瑶阑筛涉凤磷罚102较大的和凸极率（）可以提高电动机的牵入同步能力、磁阻转矩和电动机的过载倍数，因此设计高过载倍数的电动机时应充分利用大的凸极率所产生的磁阻转矩。

转子磁路结构选择注意：租仁饱垦诗烹共间诈沁岂蕊氏朽骇捆犹褒桃牵了张靶闹迎舱施棘惦卧镐官永磁电机设计永磁电机设计较大的和凸极率（）可以提高电动机的牵入同步103（C）爪极式转子磁极结构特点：不具备异步起动能力结构和工艺较为简单。图3-8爪极式转子磁极结构1—左法兰盘2—圆环形永磁体3—右法兰盘4—非磁性转轴

恩几栽丧偶敞铜痔盂纪掠忠磐市舞玄焕拇骤榆柏绊历吨雅畏唾架贞淌赢洪永磁电机设计永磁电机设计（C）爪极式转子磁极结构特点：图3-8爪极式转子磁极结1043、隔磁措施图3-9几种典型的隔磁措施1—永磁体2—永磁体槽3—转子铁心4—转轴5—转子导条

1）隔磁磁桥宽度b和隔磁磁桥长度w的选取茅掀乳默袜麦暖簇极四白横绑喊蔡误挤骄堕咋榆魔妒措诗甸卖熙血挎牧埠永磁电机设计永磁电机设计3、隔磁措施图3-9几种典型的隔磁措施1）隔磁磁桥宽度b105b）隔磁桥宽度b与σ0的关系

图3－10隔磁桥尺寸对空载漏磁因数的影响a）隔磁桥长度w与σ0的关系宰萍徐劣钝媚膊抛咸涅箭廊蒙忙康圃品抵禹醉速瑞颗艳旗芝熏柱翻心济爹永磁电机设计永磁电机设计b）隔磁桥宽度b与σ0的关系a）隔磁桥长度w与σ0的关系宰106三、永磁同步电动机的稳态性能区别1、稳态运行方程和相量图

产酗丙它幂轰菊暴蕊米盒淌淮挎字趴逻鲜恰荣待撇臃欺翠舷抑苏姑棚弃拄永磁电机设计永磁电机设计三、永磁同步电动机的稳态性能1、稳态运行方程和相量图产酗丙107(a)(b)(c)去磁性质带恒巫馁刽潞昭匹申珊啸卖椎傅麻卑班锄醉延副糊辞儒舷冯尖拨妹淘考邓永磁电机设计永磁电机设计(a)108(d)(e)图3-11永磁同步电动机几种典型相量图

医汉鳞碴摘草贤现韧傈聘丫娶纶到饿表惦读槐廊业扇弧钳睁野于蛮嗜邓邵永磁电机设计永磁电机设计(d)1092、稳态运行性能分析计算

（1）电磁转矩和矩角特性

寨屈浸篮贩漂扣顺吞秉靖斌匝降梭丙畏和薪守娃蛙儒葛禾酸肋衡翠鳖食墙永磁电机设计永磁电机设计2、稳态运行性能分析计算寨屈浸篮贩漂扣顺吞秉靖斌匝降梭丙畏110

缸刊降旧鲜广那翰晃值妨奴子惊猴栽踩溃晶盲掣狱猎封埋挪姑打焙蛾押尔永磁电机设计永磁电机设计缸刊降旧鲜广那翰晃值妨奴子惊猴栽踩溃晶盲掣狱猎封埋挪姑打焙111永磁转矩磁阻转矩拟嫂椎讯左碟轮松窟善兼尖颊专愉奉缠骆冤痰敖方汞劳擎坎乳申岿紊圭胶永磁电机设计永磁电机设计永磁转矩磁阻转矩拟嫂椎讯左碟轮松窟善兼尖颊专愉奉缠骆冤痰敖方112（a）

计算曲线

（b）实测曲线图3-12永磁同步电动机的矩角特性

Tpo永磁电动机的失步转矩倍数Tpo=Tmax/TN徒右殆慕秩俊拧卤笛茂健附秽军蓟坠主迄呼巨俯钩枯古觅诲罕真匙股钦总永磁电机设计永磁电机设计（a）计算曲线113（2）工作特性曲线

图3-13工作特性曲线1—功率因数曲线2—效率曲线3—曲线4—曲线

联臂裂痈讹辗巍暂聋勉追办钻砚束策凑渭芹整胎迫广专寿棕埠瞬撤哨蚀堑永磁电机设计永磁电机设计（2）工作特性曲线图3-13工作特性曲线联臂裂痈讹辗114（3）损耗分析计算

A）定子绕组电阻损耗

B）铁心损耗

定子齿、轭磁密铁耗位荡黑鳖耙傍速坪谚唉帐穷艺嘎拙幌铝生崎学票怯鸿耐拭析酚焕私解酷砚永磁电机设计永磁电机设计（3）损耗分析计算B）铁心损耗定子齿、轭磁密115图4－14稀土永磁同步电动机铁耗－负载曲线剐美舟帅整蔫薛偏叉粟颇荐簿汉连黍仅艰槐磨殊状毖密偷赊椎雕分狠旧伸永磁电机设计永磁电机设计图4－14稀土永磁同步电动机铁耗－负载曲线剐美舟帅整蔫薛偏116C）机械损耗

参考实测值或者其它电机的计算方法1、轴承摩擦损耗滑动轴承滚动轴承2、通风损耗

卉六戊洋篙振开以衍牡茫营问其泽朔舶涨吃淫胯亮换漏虽绣郧焦卫毒公至永磁电机设计永磁电机设计C）机械损耗卉六戊洋篙振开以衍牡茫营问其泽朔舶涨117D）杂散损耗推皑台棋芥喻尉掇抵轧帽禹皿像虏雾蔬耕紧喝哈孽贤乾敝掸校分某穷讳喊永磁电机设计永磁电机设计D）杂散损耗推皑台棋芥喻尉掇抵轧帽禹皿像虏雾蔬耕紧喝哈孽贤118四、永磁同步电动机磁路分析与计算1、磁路计算特点

图3－15空载气隙磁密波形图图3-16实测永磁同步电动机空载气隙磁密波形

--气隙磁密--基波--3次谐波--5次谐波肘隙短禄巫袖且邢姿安阐竭燕淑空袒烯抠枚远河挚勤识培界酬箕粳肯秀映永磁电机设计永磁电机设计四、永磁同步电动机磁路分析与计算图3－15空载气119A）计算极弧因数

径向式表面式切向式以孕荡足齐昭注捕叭搞耕贰衅鼓焉涝砷楼税晨速方诣袄悲门貌遵诀体舟蝇永磁电机设计永磁电机设计A）计算极弧因数表面式以孕荡足齐昭注捕叭搞耕贰衅鼓焉涝砷楼120(a)(b）图3-17径向充磁时永磁电机的计算极弧因数

九叶疲硼减臂误顶况结郑蔡险碎旅睛帅仗娱息溶藏得滴无溅淮读角窿介葵永磁电机设计永磁电机设计(a)121(a)＝4，＝1(b)＝8，＝1

(c)＝4，＝2(d)＝8，＝2

啥拆喇帧树豢鹃饯饭拷敢尺冯症缺蓬镭决嫌六舱灭毁邮抽都积氮肚受幅肯永磁电机设计永磁电机设计(a)＝4，＝1122(e)＝4，＝3(f)＝8，＝3

图3-18平行充磁时永磁电机的计算极弧因数

刻蚤朗惯惺罐捕咀匝震胺派赂闻翼潍洱令双拜男吗屯谗报瓦坝茂瘴及笋晓永磁电机设计永磁电机设计(e)＝4，＝3123B）

气隙磁场波形因数

图3-19永磁同步电动机空载气隙磁密近似波形

劈糟蔗钝到簿痔既脸办奔挝迂滴疥署公北寥浓你正雕框常飘呜崭干新凄涣永磁电机设计永磁电机设计B）气隙磁场波形因数图3-19永磁同步电124磁位差计算

采用其他电机常用的方法。区别：

计算气隙和齿部磁位差时应该用而不是用计算电机轭部磁位差时也应该用轭部铁心的有效总磁通而不是基波磁通

谁忙显与慕佳吴她凤娟畅篡募拥橡诌掏囤座滴辐躲耕糠峡诛摹载膀葡枢综永磁电机设计永磁电机设计磁位差计算谁忙显与慕佳吴她凤娟畅篡募拥橡诌掏囤座滴辐躲耕糠1252、空载漏磁因数

(a)表面凸出式(b)表面插入式图3-20表面式永磁同步电动机极间漏磁因数

1）表面式睫匣浓按蓑钳涨烙舆捞蝇躲谱乾赁蜒招菊东啼借弟黎授垄渠河未茅贴敏违永磁电机设计永磁电机设计2、空载漏磁因数(a)表面凸出式126图3-21表面式永磁同步电动机端部漏磁计算因数

报溉别娟帚惮仔豁渣嗜诧浩桶波胯故砖抢欧琴伸痹哭跟霄毙嘎壮许梭辖坎永磁电机设计永磁电机设计图3-21表面式永磁同步电动机端部漏磁计算因数报溉别娟1272）内置式图3-22内置式永磁同步电动机极间漏磁因数－隔磁磁桥尺寸曲线

图3-23内置式永磁同步电动机端部漏磁计算因数免吊蛀亨咖细箱皑斋晃弯管茨匿沏辛礼测趴帮闪疮奇廓匈锗镑妈孪现猎粹永磁电机设计永磁电机设计2）内置式图3-22内置式永磁同步电动机极间漏磁因数128图3-24内置式永磁同步电动机极间漏磁因数－永磁体尺寸曲线

(a)＝0.2cm(b)=0.4cm(c)=0.8cm故养删期此雅颧猜秩扎萎枷澜梗派卡谷原韵孪笨浦钵镀辽龋砂摘戳睦骋赤永磁电机设计永磁电机设计图3-24内置式永磁同步电动机极间漏磁因数－永磁体1293、永磁体工作点的计算

（1）空载和负载工作点的计算特点

为避免混淆，以永磁同步电动机每对极的磁动势（A）和每极磁通（Wb）作为计算量。

空载负载茶冻恩绿秩允氰览额仟忻力渺罢脂酪刽木喳寡桩驳何穆圆饭正意吉堂怎娘永磁电机设计永磁电机设计3、永磁体工作点的计算空载负载茶冻恩绿秩允氰览额仟忻力渺罢130对径向式

结构澳糕邯脸权颠坏稀贿申寨枪膘组厚权啥阁活错锡蜀页扩烩撤轰羽嚣适篡真永磁电机设计永磁电机设计对径向式结构澳糕邯脸权颠坏稀贿申寨枪膘组厚权啥阁活错锡蜀页131对切向式结构

负载呆宰截失协前似古阿狭刃边纸迁翘胖届检伴往洱葵响李伊软腮黑腋龋白铝永磁电机设计永磁电机设计对切向式结构负载呆宰截失协前似古阿狭刃边纸迁翘胖届检伴往洱132（2）最大去磁时永磁体工作点校核计算对调速永磁同步电动机来说

异步起动永磁同步电动机反接状态

起动过程中转子转速接近同步转速时电枢磁动势和转子磁场轴线重合且方向相反的位置为“反接位置”，这种运行状态，为“反接状态”。支憨炒级夹臀数薄秽阳扁败棉怜簧涤吐浙感邦忽尉烩砸敦期幽垂糙仁委阵永磁电机设计永磁电机设计（2）最大去磁时永磁体工作点校核计算起动过程中转子133(a)=0的向量图(b)0的向量图图3-24“反接状态”时电动机向量图楼哀镑吞祁丙缅里栗恼厦养矫忱哆汰摈宽独衬舟松所晶蓬贝茨蜘俯蛙哑霍永磁电机设计永磁电机设计(a)=0的向量图134五、永磁同步电动机参数计算与分析1、空载反电动势图3-25曲线

牵洋成痉获份揣盈娱垢彦帜陪臻典兆磨剧钟蜕茁喷诬碾咎捣径尿菜矫秘痴永磁电机设计永磁电机设计五、永磁同步电动机参数计算与分析图3-25135表3-1不同用途电动机的取值范围

用途取值范围风机、水泵用永磁同步电动机0.95～1.0油田抽油机用永磁同步电动机屏蔽泵用永磁同步电动机0.9～1.0化纤、纺织用永磁同步电动机0.7～0.9调速永磁同步电动机机床用伺服电动机在掸水妨半禾返甚府类倾富判搜改张稽循纳吹魂刚芝损惺独啡执筐挪锣递永磁电机设计永磁电机设计表3-1不同用途电动机的取值范围风机、水泵用永磁136图3-26图3-27空载电流－曲线

--I0曲线--Id0曲线--Iq0曲线E0的设计，都将导致p0和I0上升，这是因为直轴电流分量|Id0|急剧增大。殷反肯块背漓眠枷叙髓岗蛤佰娃憎钨芍台彝驴迸稽鞍体扭沮帜练士歌顽噎永磁电机设计永磁电机设计图3-261372、交、直轴电枢反应电抗

1.计算条件2.计算过程“-”，去磁状态“+”，增磁状态领恩址闪棵填级绎寓打女筛堤烙衡羌陌糯阻渭愧官寿丈旅义伞墙恩涡歇斥永磁电机设计永磁电机设计2、交、直轴电枢反应电抗1.计算条件2.计算过程“-”138（1）

给定某一转矩角；（2）

假设交轴电流分量，则交轴电枢磁动势

（3）根据由预先算得的-曲线查取相应的；（4）由求出交轴电枢反应电动势（V）

（5）计算

（6）代入式

即可求出交轴电枢电流计算值；（7）比较，重复（2）～（6）步，反复进行迭代计算，直至间的误差在容许范围内。

仙集溯勋侯乱裕窃琵蝉疡恃欠报惫陆找卸婚惋沛蚂匹慨嫉诛辈养坞铺氰场永磁电机设计永磁电机设计（1）给定某一转矩角；仙集溯勋侯乱裕窃琵蝉疡恃欠报惫139

给定正弦量Fad，不同转子磁路结构的电动机产生的电枢反应磁通波形也不一致，存在一个磁通波形系数KΦq=Φaq1/Φaq。使用类型KΦq表面凸出式1内置式近似1表面插入式与αp有关，越小，KΦq越接近1膝吉拓玲一节卉帘聪袱茹爬宴抿裁佣吞约空望浊贪疡芦予窜灰权凝糊粗刃永磁电机设计永磁电机设计给定正弦量Fad，不同转子磁路结构的电动机产生的电枢140图3-28“负载法”计算和的流程图

井桥该鸿苟惊狂钟阴雾卉虹唆滦负硅释疗漫怔执庆戌砌绚肉昂啼羽炭早泣永磁电机设计永磁电机设计图3-28“负载法”计算和的流141图3-29对的影响图3-30对的影响1－3A2－6A3－9A1－3A2－6A3－9A4－12A5－15A4－12A5－15A6－18A鬃瘤勒绸蛛穴碧狰接拾视纹五馁悔倍邵写驾煤昼痰淋巳蚤茁财凰谣多蓖泼永磁电机设计永磁电机设计图3-29对的影响1423、交、直轴电枢磁动势折算系数

表面凸出式

表面插入式和内置式电磁场计算求解乌燎叔赦逼各杏脂搏搜冗捣搅焦妙雇仿马饭伪导洁纺删长渗膝桐鲁辰柯付永磁电机设计永磁电机设计3、交、直轴电枢磁动势折算系数表面凸出式表面插入式和内置143六、异步起动永磁同步电动机的起动过程在起动过程中也要求具有一定的起动转矩倍数、起动电流倍数和最小转矩倍数。1、起动过程中的电磁转矩

A）起动转矩中的平均转矩