高动态性能稀土永磁同步电动机的设计研究

稀土永磁同步电动机是20世纪70年代初期出现的一种新型永磁电机,其具有体积小、重量轻、效率高、特性好等一系列优点,成为新一代航空、航天和航海用电机的重要发展方向。由于稀土永磁同步电动机结构复杂多样,媒质交界面曲直交错,使得稀土永磁同步电动机的设计变得比较复杂,计算准确度比较差;另外,稀土永磁同步电动机中一些特殊的电磁过程和一些专门问题如磁极结构形状与尺寸的优化、永磁体的局部失磁问题等都是设计的难点。 本文在掌握稀土永磁同步电动机结构和磁路特点的基础上,致力于研究稀土永磁同步电动机的电磁设计。对稀土永磁同步电动机的设计过程和在设计上如何提高其动态性能,及如何提高稀土永磁同步电动机设计的计算准确程度,进行了深入的研究。 文章介绍了稀土永磁同步电机的各种不同结构形式及其特点;分析了稀土永磁同步电机的磁路特点和运行原理;深入讨论了稀土永磁同步电动机稳态性能和动态性能的影响因素及计算方法。 重点研究了稀土永磁同步电动机的设计特点及设计方法。给出了稀土永磁同步电动机的电磁设计过程;深入研究了在设计上提高稀土永磁同步电动机动态性能的措施和方法。用Visual Basic编程语言开发了稀土永磁同步电动机的电磁设计软件,提高了设计效率。 最后运用电磁场有限元分析软件Maxwell 2D对本论文的设计样机进行了电磁场分析和仿真,利用其分析和仿真结果对电磁设计的计算结果进行校核。结果表明电动机的磁路设计合理,输出性能良好,达到了设计的要求。