非晶合金高速永磁电机的优化设计与铁耗研究
非晶合金高速电机其具有高效节能、加工精度高等优点而广泛应用于生产实际,如数控雕刻机和高速离心机等。高速永磁电机运行在复杂多物理场耦合的条件下,涉及到电磁场分布、结构力学、材料力学、热稳定性等方面。
本文从高速永磁同步电机的电磁特性和机械结构特性出发,在时步有限元法的基础上,利用两款有限元分析软件Maxwell ANSOFT和ANSYS Workbench,分别对该高速永磁同步电机进行电磁场分析和电磁-机械应力耦合场的分析。首先,利用Maxwell ANSOFT建立11KW高速永磁同步电机的2D时步有限元分析模型,将Halbach阵列应用于永磁电机中,用时步有限元仿真软件得到空载稳态情况下不同的Halbach充磁角度对应的气隙磁密波形,总结出充磁角度与各次谐波的变化关系。
接着,为了减小4极表贴式永磁电机气隙磁场中谐波含量过高所带来的性能下降问题,提出Halbach磁体阵列与组合型磁极相结合的转子结构,基于时步有限元计算软件,利用田口法正交试验,以谐波畸变率THD和气隙磁密基波幅值大小为评价标准,优化设计该电机转子结构参数。优化参数包括：磁钢厚度 ...