外转子双凸极永磁电机性能研究
蒋晏强，陈世元
（华南理工大学电力学院，广州510640）
摘要：针对12/8极外转子双凸极永磁电机，采用二维平面对电机进行delaunay剖分，然后用有限元法对电机内磁场进行计算，研究了电机磁场分布，气隙磁密等电机静态特性。用磁共能方法算出各转子角度时的电磁转矩后，得到了电磁转矩。
关键词：外转子双凸极永磁电机；磁共能；电磁转矩
中图分类号：tm351；tm301. 4 文献标志码：a 文章编号：1001-6848（2010）03-0021-03
1外转子双凸极永磁电机有限元分析
本文所讨论的外转子双凸极永磁电机的尺寸如表1所示，结构如图l所示。
本文采用二维的delaunay剖分对电机模型进行网格化剖分，剖分1/4电机横截面即磁通的一个整周期，其剖分图如图l(b)所示。
有限元计算程序流程如图2所示。
对电压、电流、转速、磁导率。赋值。然后经过对角度、一类边界条件处理、二类边界条件处理、磁钢的计算、以及矩阵的求解得到了各个节点的磁位和磁密。
图3所示就是在7.5度、12.5度、17.5度和22. 5度时b相负向导通；a相正向导通时的磁场分布图。
图4是对应的气隙中心线的磁密曲线，方向为从右向左即由45度到135度时候的气隙磁密线。求得各个三角单元磁密后查磁化曲线得到磁阻率。如果某个三角单元初始赋的磁阻率和求得的磁阻率的****误差>百分之0. 1，则将两值进行迭代后带回到程序中再进行计算直到两项****误差<=百分之0.1为止，算出此时定子a相的磁链1pa。然后再将转子偏转0.01。进行剖分得到同样的6个数据然后进行磁导率的迭代得到a相的磁链。
把修正的电流值带回到电磁场分析有限元计算程序的开始处重新求磁密，直到两次电压值的****误差<=百分之0.1符合精度要求，迭代结束。
转矩的求取采用磁共能的方法。把电机作为一个具有电端口和机械端口的两端口装置，把电阻损耗和机械损耗移出则该装置成为一个由动态耦合线圈所组成的无损耗储能装置，在时间出内，其能重关系为：
我们首先分析单边励磁时的情况，单边励磁如图5。
设电源电压u，线圈中的电流为i，电阻为r则在时间d≠0，由电源输入装置的总电能应为u，i，d，消耗于电阻r上的电能为i~rdt。于是在时
间出内，输入耦合磁场的净电能d为
耦合场通过电路输入电能的同时，磁场将发生变化，并对电路做出反应。设线圈的磁链为嚷，根据法拉第电磁感应定律，戳的变化将在线圈内产生感应电动势ei
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