【正文】 書(shū)籍以及和同學(xué)們之間的交流討論才使本課題得以順利完成。現(xiàn)階段的釹鐵硼永磁雖然磁性性能遠(yuǎn)優(yōu)越于第一、二代永磁，但是其溫度系數(shù)不高仍是限制其在更廣領(lǐng)域應(yīng)用的最主要因素之一。b) 永磁電機(jī)由永磁體向外提供磁能，以氣隙磁場(chǎng)作為媒介進(jìn)行機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。圖 圖中反映出定子繞組反電勢(shì)，即電樞反應(yīng)電勢(shì)的波形為隨時(shí)間變化的正弦波。（6）設(shè)置求解條件： a 對(duì)自動(dòng)生成的有限元網(wǎng)絡(luò)剖分進(jìn)行局部細(xì)化； b 設(shè)置動(dòng)態(tài)分析的有關(guān)選項(xiàng)； c 運(yùn)動(dòng)關(guān)系設(shè)置。由圖可以看出在每相繞組均采用短距和分布的繞組形行可以明顯的消弱各匝線(xiàn)圈感應(yīng)電勢(shì)的各奇次諧波，使之接近于正弦波以滿(mǎn)足負(fù)載對(duì)輸出電壓波形的要求。4）輸入轉(zhuǎn)子數(shù)據(jù)氣隙長(zhǎng)度2mm、轉(zhuǎn)子內(nèi)徑40mm、轉(zhuǎn)子鐵心長(zhǎng)17沖片型號(hào)M1924G、永磁體牌號(hào)N35H、永磁體尺寸以及轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)類(lèi)型。本文利用Ansoft公司最新版的Maxwell 2D仿真軟件建立永磁同步發(fā)電機(jī)的模型，它結(jié)合了基于磁路法設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的Rmxprt軟件和基于有限元法的電磁場(chǎng)計(jì)算軟件Maxwell12?？偨孛娣e：（53）實(shí)際電流密度： （54）電負(fù)荷： （55）定子沖片槽型設(shè)計(jì)：圖41 定子槽型（56）槽滿(mǎn)率：槽面積 槽絕緣占面積： 磁路計(jì)算（57）計(jì)算空載磁通： Wb（58）計(jì)算極弧系數(shù)（均勻氣隙）： （59）鐵心有效長(zhǎng)度（定，轉(zhuǎn)子軸向長(zhǎng)度相等）： （60）氣隙磁密： T（61）氣隙系數(shù)： （62）氣隙磁位差： A（63）定子齒磁密： T（64）定子齒磁位差： A （65）定子軛磁密： T（66）定子軛磁位差： A 定子軛磁場(chǎng)強(qiáng)度取 考慮軛部磁通密度不均勻而引入的軛部磁路長(zhǎng)度校正系數(shù)， 定子軛磁路計(jì)算長(zhǎng)度： cm（67）極靴平均磁密： T 極靴軸向長(zhǎng)度17cm（68）極靴磁位差： A （69）磁性襯套平均磁密：對(duì)于切向式結(jié)構(gòu)，T（70）磁性襯套磁位差： A（71）總磁位差： （72）主磁導(dǎo)： H 主磁導(dǎo)標(biāo)幺值：（73）漏磁導(dǎo)（利用電磁計(jì)算而得到）： 漏磁導(dǎo)標(biāo)幺值： （74）外磁路總磁導(dǎo)： H 外磁路總磁導(dǎo)標(biāo)幺值： （75）永磁體空載工作點(diǎn)： （76）空載漏磁系數(shù)： （77）空載氣隙磁通： （通過(guò)）（78）空載氣隙磁密： T（79）空載定子齒磁密： T（80）空載定子軛磁密： T（81）繞組平均半匝長(zhǎng)： cm 線(xiàn)圈端部平均長(zhǎng)，（82）每相繞組電阻： （83）槽比漏磁導(dǎo)：（84）端部比漏磁導(dǎo)： （85）差漏磁導(dǎo)： （86）齒頂比漏磁導(dǎo)： （87）總漏磁導(dǎo)系數(shù)： （88）每相繞組漏抗： 每相繞組漏抗標(biāo)幺值： （89）每極電樞磁動(dòng)勢(shì)： A（90）交軸電樞反應(yīng)電抗： （91）交軸同步電抗： 交軸同步電抗標(biāo)幺值： （92）內(nèi)功率因數(shù)角： （93）每極直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)： 每極直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)標(biāo)幺值： （94）主磁體負(fù)載工作點(diǎn)： （95）額定負(fù)載氣隙磁通： （96）負(fù)載漏磁系數(shù)： （97）負(fù)載氣隙磁密： T （98）負(fù)載定子齒磁密：（99）負(fù)載定子軛磁密： （100）直軸電樞反應(yīng)電抗： 直軸電樞反應(yīng)電抗標(biāo)幺值：（101）直軸同步電抗： 直軸同步電抗標(biāo)幺值： 電壓調(diào)整率和短路電路計(jì)算（102）空載勵(lì)磁電勢(shì)： （103）額定負(fù)載時(shí)直軸內(nèi)電動(dòng)勢(shì)：（104）輸出電壓：（105）電壓調(diào)整率： （106）短路電流倍數(shù)： =（107）永磁體最大去磁工作點(diǎn): 損耗和效率計(jì)算（108）定子齒質(zhì)量： （109）定子軛質(zhì)量： （110）齒部單位鐵耗：（111）軛部單位鐵耗：（112）定子鐵耗： （113）定子繞組銅耗： （114）機(jī)械損耗：（115）雜散損耗： （116）總損耗： （117）效率 第5章 磁場(chǎng)有限元分析 有限元分析法和Ansoft軟件介紹磁場(chǎng)有限元分析是使用有限元方法來(lái)分析靜態(tài)或動(dòng)態(tài)的物理物體或物理系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)采用切向套環(huán)式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)示意圖（如圖22）磁通路徑為：永磁體N極, 軟鐵極靴, 套環(huán)的磁性材料段, 氣隙, 定子鐵心, 氣隙套環(huán)的磁性材料段, 軟鐵極靴, 永磁體S極。 b）為了減小定子漏抗X1，需要選擇寬而淺的定子槽型；減小電樞繞組每相串聯(lián)匝數(shù)，但要注意小的電樞繞組每相串聯(lián)匝數(shù)使短路電流增大；縮短繞組端部長(zhǎng)度，適當(dāng)加大氣隙長(zhǎng)度，加大長(zhǎng)徑比。從以上永磁材料的衡量指標(biāo)可以清晰認(rèn)識(shí)到在永磁電機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，永磁材料的選擇必須充分考慮到以上這幾個(gè)永磁材料的性能指標(biāo)，這也是永磁電機(jī)設(shè)計(jì)有別于電勵(lì)磁電機(jī)設(shè)計(jì)最主要的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。（2）回復(fù)線(xiàn)退磁曲線(xiàn)所表示的磁通密度與磁場(chǎng)強(qiáng)度間的關(guān)系，只有在磁場(chǎng)強(qiáng)度單方向變化時(shí)才存在。微型和小功率永磁同步發(fā)電機(jī)如對(duì)電壓波形要求不高時(shí)，通常采用均勻氣隙。瞬態(tài)短路電流通常大于穩(wěn)態(tài)短路電流，但計(jì)算比較復(fù)雜，工程中通常先求出穩(wěn)態(tài)短路電流，然后利用經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)得出瞬態(tài)短路電流倍數(shù)。轉(zhuǎn)子上有永磁材料產(chǎn)生機(jī)械磁場(chǎng)，其磁通由轉(zhuǎn)子N極出來(lái)，經(jīng)過(guò)氣隙，定子鐵心，氣隙進(jìn)入S極而構(gòu)成回路。4） 按永磁體的形狀分類(lèi)，進(jìn)行永磁體設(shè)計(jì)時(shí)必須保證永磁體在磁路中產(chǎn)生足夠的磁通和磁動(dòng)勢(shì)，可分為瓦片形、極弧形、環(huán)形、爪極形、星形、矩形磁極。旋轉(zhuǎn)磁極式結(jié)構(gòu)，其永磁體在轉(zhuǎn)子上，電樞是靜止的，永磁同步電動(dòng)機(jī)，無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)都采用該種結(jié)構(gòu)。國(guó)內(nèi)研發(fā)的第一臺(tái)稀土永磁電機(jī)即為3KW 20000r/min的永磁發(fā)電機(jī)。由于其采用永磁材料，固其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1 體積小，重量輕 轉(zhuǎn)子部分采用高磁場(chǎng)的永磁體代替電磁線(xiàn)圈，轉(zhuǎn)子體積要小得多，因此該發(fā)電機(jī)的體積和重量要小于常規(guī)電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)。稀土永磁材料的發(fā)展大致可以分為三個(gè)階段。本課題主要是針對(duì)永磁同步發(fā)電機(jī)的主要尺寸，轉(zhuǎn)子永磁體結(jié)構(gòu)，定子繞組形式，定子沖片和槽數(shù)槽型尺寸以及電磁場(chǎng)的仿真研究，主要做一下工作：首先介紹永磁發(fā)電機(jī)的基本原理、特性、設(shè)計(jì)特點(diǎn)以及永磁材料的特性和選擇；其次運(yùn)用傳統(tǒng)電機(jī)設(shè)計(jì)方法對(duì)電機(jī)的主要尺寸、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、定子繞組形式以及相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算；最后基于Ansoft磁場(chǎng)仿真軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的電機(jī)的性能指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算、優(yōu)化設(shè)計(jì)和建立二維仿真模型進(jìn)行二維瞬態(tài)分析關(guān)鍵詞：永磁同步發(fā)電機(jī) 電磁設(shè)計(jì) 磁場(chǎng)有限元分析 IDesign and finite element analysis of magnetic field of Permanent magnet synchronous generator Abstract: In recent years，continues increase and improve the performance of permanent magnetic materials, particularly neodymiumIronBoron permanent magnetic materials and improvement of corrosion resistance and thermal stability of prices and gradually reduced, as well as the further development of power electronic devices, permanent magnet motor with superior performance and structure in modern aerospace. Defense. industrial and agricultural production and has been widely used in all areas of daily life. Permanent magnet motor with permanent magnet excitation, plexity of the electromagnetic field distribution inside the motor, using the traditional method of equivalent magnetic circuit analysis will lead to large errors, for the calculation of accurate, within General Motors using finite element method for numerical calculation of magnetic field. This topic is intended for permanent magnet synchronous generator of main dimensions, rotor of permanent magnet structure, form of stator windings, number of stator laminations and Groove dimensions and the simulation of electromagnetic fields, mainly: the first describes the basic principles, characteristics of permanent magnet generator, design features and characteristics and selection of permanent magnet materials。由于永磁材料的固有特性，它經(jīng)過(guò)預(yù)先磁化（充磁）以后，不再需要外加能量就