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磁钢厚度对电机性能有什么影响?

发布时间: 2021-01-13 19:28

  磁路和电路类似,磁钢和电源是可以类比的,只增加厚度,剩磁对应的磁通不变,但是内磁阻变大,当外磁路磁阻不变时,外磁路的磁通会变大。

  关于退磁:磁铁对应磁动势增大,内磁阻增大,相同的退磁磁势下,磁通小,抗退磁能力强。

  弱磁性能如退磁分析一样,弱磁困难。另一方面,d轴磁阻大,Ld小,弱磁困难。

  齿槽转矩:气息磁密波形不变的情况下,磁能对角度的导数加大,齿槽转矩增大。

  反电势波形:一般来说齿部磁密饱和含三次谐波,反电势波形变平,转矩波动加大。

  以前是学过一阵子电机设计,也许以后也要捡起来。不严谨的随口回答一下,没有经过计算和查阅资料,这个讨论要有价值我会慢慢查阅资料补充。

  我的理解:磁钢的牌号相同(最大磁能积,矫顽力一样),仅仅是厚度不同。默认只说径向磁通的

  默认钕铁硼磁钢的磁导率与空气接近,电机的主磁通一定是要“流过”永磁体,那么磁路上的永磁体越厚则磁阻越大-电枢电感就要变小;

  磁钢的工作点会因为电枢反应和磁路磁阻降低,我认为提高厚度可以让工作点上移,获得更高的气隙磁密;既然磁密高了空载的涡流损耗这些也会增加一点

  接着2,厚一点的磁钢也能抵抗去磁作用,也许在温度较高的时候更安全?(得计算不确定)

  由1可以知道电枢的电感降低了,那么定子电流的磁场也会减弱,如果表贴式的要弱磁控制也许不好办了吧?这个得问专家。

  还不清楚是什么电机,内置式的永磁电机如果磁钢厚一些,那么凸极率也会提升,磁阻转矩部分就要更大?

  最终我认为表贴式的永磁电机磁钢由薄到厚,应该存在一个局部最优点,薄了气隙磁场弱,容易退磁;厚了则电感太小,不容易控制。内置式的永磁电机结构太多了不好确定结论,这个总有成本限制嘛。通常有一定厚度就够了,一直加厚也是能用的,只不过没有更多的优势还增加了巨额成本。以过去的经验看几十千瓦的电机大约是4.5mm~6mm之间是比较合适的。

  直观来说是性能提高了。主要是由于磁场强度提高,使电机用更小的电流就能提供所需的扭矩,电流小了,铜损低了,效率自然就高了。

  越厚过载越强,相当于能提供的磁势变大了,缺点就是贵,不计代价设计的话可以选较厚的磁钢

  方案2 是 转子铁芯比定子铁芯厚度增加5mm,其它测试条件都不变,测的电机低速和高速转矩都有所增加(温升和发热没有测)。