摘要：提出了一种基于基本气隙磁场计算凸极同步电动机电感参数的解析计算法，该方法比使用传统气隙磁导法更方便。在介绍凸极同步电机基本气隙磁场概念及基本气隙磁密的求取的基础上，以一台二相7.5 kw切向式永磁推进电动机为算例，给出基于基本气隙磁场的永磁电动机电感参数解析计算步骤，推导了电感参数解析计算公式。利用解析计算的参数进行性能仿真与试验所测的结果较好吻合，验证了该方法的有效性和准确性。

  关键词：基本气隙磁场；电感参数；解析法；永磁推进电动机

  中图分类号：tm351  文献标识码：a  文章编号：1004-7018(2010)07-0007-05

    参数的准确求取是进行电机特性计算、动态仿真和调速控制的前提和基础。目前电机电感参数的计算分为解析公式法和有限元数值计算法两大类。有限元法能计及磁路饱和、导体涡流和齿槽效应等因素，计算精度高且可对复杂结构的特种电机进行有效计算，但前处理复杂费时、计算量大。解析公式法具有物理概念清晰、计算量小、快捷等优点，便于直观考察结构尺寸、材质等对电机参数的影响，对于普通电机，解析法可以得到较准确的结果，仍是电机前期设计及性能参数校核的常用手段。但对于切向式永磁电动机，由于直轴磁路中永磁体的存在，相当于直轴中增加了一个永磁体磁化方向长度的大气隙，磁通的走向与普通同步电机有很大不同，传统的计算极间电感的解析公式不再适用，因此，此类电机的电感参数解析计算值得深入探讨。

    电机电感参数解析计算通常基于磁路的概念、使用气隙磁导法。本文提出了基本气隙磁扬的概念，介绍了凸极同步电机基本气隙磁场的解析计算方法，并以一台三相7 5 kw切向式永磁推进电动机样机为算例，对基于基本气隙磁场的电感参数解析计算公式进行了具体推导，利用解析计算进行仿真与试验所测的结果较好吻合，验证了所提解析计算法的准确性，为此类电机电感参数的快捷准确计算提供了一种有效手段。

    目前电机书中尚无基本气隙磁场的概念，为说明本文解析计算法，特作如下定义：   

    基本气隙磁场是指在凸极同步电动机的直轴（或交轴）方向施加整距方波磁势fa，使δmin处的磁感应强度密度为1t时的气隙磁场分布，即：

    凸极同步电动机的凸极形状尺寸各异，本文以图1所示的一对极的通用凸极结构（极面分为极弧部分和极尖直线部分）为例，介绍基本气隙磁场的解析计算方法，此时电角度等于机械角度。

    为了简化分析，作如下基本假定：

    (1)忽略定、转子铁心磁压降；

    (2)定子内表面光滑．定子槽开口用卡氏系数修正，转子阻尼槽开口影响忽略。

    给定如下参量：定子内径ri，三点气隙长度δmin、δ1和δmax极弧系数“。极面偏角βp（电角度），如图1所示。

 

    计算下列各量：

    在极面区间，有：

    定子槽开口用cartier系数修正，以后计算中气隙长度均用k修正。即：

    式中：bo为槽口宽度；l1为齿距；δ为气隙长度。