可变磁通磁场增强型永磁电机优化设计与分析EI北大核心CSCD

针对永磁电机磁通难以调节以及重载运行时永磁体易遭受不可逆的退磁风险问题,提出了一种新型的反凸极变漏磁永磁电机。该电机的漏磁可随负载变化自动调节,转子的特殊结构增大了电机的d轴电感,从而有效扩大了电机的调速范围;重载运行时能够工作在磁场增强区域,从而极大地降低了永磁体的退磁风险。首先,采用多目标遗传算法对电机转子结构进行了优化,随后用有限元法对电机的气隙磁密、空载反电动势、输出转矩、转矩波动、电感以及磁链等基本电磁特性进行了详细研究,此外,还对电机的机械强度和温升特性进行了分析。优化后电机的输出转矩从55.20 N·m增加到57.38 N·m,转矩脉动从5.62 N·m降低到4.35 N·m,空载反电动势3次谐波幅值从11.87 V降为7.00 V,电机最高温度由62.8℃下降到57.9℃。提出的电机最高运行速度超过10000 r/min远高于传统电机(7200 r/min),验证该优化方法的有效性与电机的可行性。