[發明專利]一種永磁電機永磁體用量計算的方法

在審

• 申請號: 201810815296.0
• 申請日: 2018-07-24
• 公開（公告）號: CN108964382A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 武文虎;馮雪山;馮澤民;劉志宏;劉琳;賈鈺
• 申請（專利權）人: 山西北方機械控股有限公司
• 主分類號: H02K15/03
• 分類號: H02K15/03;H02K1/00
• 代理公司: 北京理工正陽知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 王民盛

本發明涉及一種永磁電機永磁體用量計算的方法，屬于三相交流永磁同步電動機技術領域。本發明首先根據電機學理論及電機設計手冊確定永磁電機基本參數以確保該參數在普通異步電動機方面設計有效可行；根據確定的定子內徑與氣隙大小確定轉子外徑D₂；根據轉子外徑、軸徑及電機極數確定轉子中永磁體可排布的磁通面積；根據電機磁動勢平衡定律，忽略鐵芯磁阻及漏磁通，計算得到永磁體理論最優使用量；根據永磁體理論最優使用量，考慮諧波漏磁系數、鐵芯磁阻系數、氣隙漏磁系數、鐵芯漏磁系數因素后計算永磁體實際使用量。對比現有技術，本發明能夠合理確定永磁電機永磁體用量，提高永磁體利用率，具有在滿足電磁性能的基礎上降低電機成本的效果。

技術領域

本發明涉及一種永磁電機永磁體用量計算的方法，屬于三相交流永磁同步電動機技術領域。

背景技術

目前電機業界的共識是三相交流永磁同步電動機具有效率高且有平坦的效率曲線、功率因數高及效率高等特點而優于三相異步電動機。永磁體用量作為永磁電機的主要考核成本影響永磁電機的設計周期與市場推廣。目前存在的永磁體用量計算公式主要考慮為永磁體磁能積最大化狀態下永磁體最優使用量，但實際設計中永磁體工作點并不在磁能積最大化狀態下，此時的永磁體用量需求度將根據各個設計員的不同設計具有很大的差異性，導致永磁體用量造成很大的浪費，進而造成電機成本的增高與我國稀土資源的浪費。

發明內容

本發明的目的是為了克服已有技術的缺陷，為了解決永磁同步電動機由于永磁體用量過多導致的資源浪費與成本過高的情況，提出一種永磁同步電動機永磁體用量計算的方法。

本發明是通過下述技術方案實現的：

一種永磁同步電動機永磁體用量計算的方法，其基本實施過程如下：

1.根據電機學理論及電機設計手冊確定永磁電機額定反電勢(v)、最大氣隙(mm)與最小氣隙(mm)、定子鐵芯長度(mm)、轉子鐵芯長度(mm)、定子內徑(mm)、軸徑(mm)等基本參數以確保該參數在普通異步電動機方面設計有效可行；

2.根據確定的定子內徑與氣隙大小按照公式(1)確定轉子外徑D₂：

D₂＝D_i1-2L_δ； (1)

D_i1為定子內徑(mm)；

L_δ為平均氣隙長度(mm)；

作為優選，對于非均勻氣隙，L_δ按照公式(2)計算得到；

3.根據轉子外徑、軸徑及電機極數確定轉子中永磁體可排布的磁通面積(mm²)；

4.根據電機磁動勢平衡定律，忽略鐵芯磁阻及漏磁通，按照公式(3)得到永磁體理論最優使用量(mm³)；

其中氣隙平均磁通密度B_δ一般為0.8T；

E₀為永磁電機額定反電勢；

δ_max為最大氣隙長度；

δ_min為最小氣隙長度；

μ_δ為空氣磁導，其值為4π×10^-7H/m；

(BH)為永磁體最大磁能積(KJ/m³)，根據選用永磁體牌號不同而變化，

具體數值由永磁體廠家提供；