永磁电机最终解读.doc

磁极结构 永磁直流电机 直流电机有，表式无极靴平行充磁或径向平行充磁或径向或方向、平行充磁径向充磁形状、长棒、圆筒形、瓦片形、长棒形、圆筒形、瓦片形长棒形瓦片形、星形、瓦片形、矩形、方形 根据所用永磁材料的不同，将永磁直流电动机的磁极结构分为以下4类：铝镍钴永磁直流电动机铁氧体永磁直流电动机稀土永磁直流电动机复合磁极永磁直流电动机 铝镍钴电机铁氧体永磁直流电动机稀土永磁直流电动机复合磁极永磁直流电动机 有无凹槽 部分有 一般没有 一般没有 有无极靴 充磁方向 圆周方向或径向 永磁体形状、长棒、圆筒形筒形、瓦片形、长棒形 磁极结构 圆形、方形、方形、方形 铝镍钴永磁直流电动机的磁极结构 铝镍钴永磁直流电动机的主要磁极结构如图所示，其中（a）为两极结构，采用弧形永磁体，沿圆弧方向充磁，两块永磁体并联提供每极磁通，属于并联式磁路结构；（b）与（a）基本相同，不同之处是结构（b）的几何中性线位置开了凹槽，以削弱该位置的磁场，改善换向；（c）为多极结构，为便于永磁体的制造和充磁，采用矩形永磁体，圆周方向充磁；图（d）采用长棒形永磁体，沿径向充磁；图（e）采用圆筒形磁极，圆周方向充磁。 永磁直流电动机的磁极结构铁氧体永磁直流电动机的磁极结构 铁氧体永磁直流电动机的磁极结构如图所示，其中（a）为瓦片形磁极结构，永磁体直接面对空气隙，电枢反应直接作用在永磁体上，且气隙磁密低，适合于对气隙磁密和电机体积要求不高的场合，设计不当会出现不可逆退磁；（b）在永磁体上安装软铁极靴，交轴电枢反应沿极靴方向闭合，对永磁体影响小，此外极靴还有聚磁作用，可以产生较高的气隙磁密，减小电机体积和重量）为整体圆筒形磁极，可以充为一对极多对极，结构简单，加工和装配方便，便于大量生，但极间的部分永磁材料作用很小材料利用率，但圆筒形永磁体制成各向异性，磁性能较差（d方形结构采用矩形永磁体和聚磁极靴，（相同。 2 铁氧体永磁直流电动机的磁极结构稀土永磁直流电动机的磁极结构 的特点是矫顽力高高，磁极结构上可以做成磁极面积和磁化长度均很小的结构形状，通常做成瓦片形，如3（a）所示。在对重量要求很高的场合，可采用如（b）所示聚磁结构。 图3 永磁直流电动机的磁极结构永磁直流电动机的复合磁极结构 中，电枢反应磁动势前半极增，对后半极对于的永磁直流电动机，前半极的全部或部分采用性能较低而价格便宜的材料如铁氧体永磁或者实用软件采用高性能的永磁，如钕铁硼永磁，就是所谓的复合磁极结构，如图4所示复合的优点是：可以保证电机性能的前提下减少永磁材料用量，降低成本，还可使电动机复励性质 1--主极；2—辅助极；3—电枢；4—机壳4 复合磁极结构 永磁无刷直流电机 主磁场由转子上的永磁体产生，常见的转子结构如图所示。a）中两片永磁体形成转子，转子铁心的凸极形成两个可使永磁转子所需的永磁体片数减少一半，但凸极结构会使定子绕组电感随转子位置而变化，产生附加的磁阻转矩。 （中的永磁体切向充磁，可获得较大的气隙磁密，使用铁氧体永磁时此结构，既能降低成本又能获得较高的气隙磁密但此结构反应磁场较强，会引起气隙畸变。 （中转子之间为铁心，产生附加磁阻转矩，通过合理设计该磁阻转矩为有用的驱动转矩，提高电机的功率密度。 多磁极永磁无刷直流电动机，转子多采用图d）所示的结构，虽然其磁性能较低，但结构简单工艺性好、成本低 图（（f（g结构中的永磁体均为表面安装，且一般为平行充磁，永磁体直接面对气隙，气隙磁场较强由于磁导率低，所以定子绕组电感，电枢反应磁场较弱，对永磁无刷直流电动机的运行有 图5 永磁无刷直流电机转子结构电机 的永磁体放置在转子上，其放置方式到漏磁电机的性能根据放置的位置不同，分为表面内置式两种转子磁极结构。 转子结构 转子结构如图6永磁体用高强度磁圈固定在笼型转子的外部，用填充物填充。 —铁芯；—永磁体；—导条；—护环；—极间填充物；—轴6 表面式转子 特点 磁极之间可以用非导磁材料，如树脂、铝、铜等填充也可以用导磁材料填充。若采用填充，则交直轴磁路对称，属于隐极电机；若采用导磁材料，则交轴小于直轴，为凸极电机可以利用的转矩提高能力当极数，每极圆弧角度较大，材料利用率低加工困难，可以采用拼块式结构，多块永磁体拼成磁极。 表面结构的导条在转子内部，产生的异步转矩较小，仅适合于对要求不高的场合。 结构 转子结构中，永磁体位于导条和铁心轴孔之间的铁心中一对极的磁路关系，内置式转子可并联式、串联式串并联混合式。 ，相邻两磁极的永磁体并联提供每极磁通，如图7所示图（a）采用非磁性轴隔磁，而图（b）采用空气槽隔磁，可使用磁性轴。图c）是，主要适用磁性能较低的永磁材料，如铁氧体，其缺点是电机正反转电枢反应程度不同，造成运行的不同，目前该结构很少应用。 —铁芯；—永磁体；—导条；