磁钢厚度对电机性能的作用分析

2024-04-07 02:32:12 | 人围观 | 评论:

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。
反电势增大，转矩系数增大，铜耗降低，铁耗不好说。
成本增加严重。
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。
找的一个电机模型，ipm结构，参数化电机磁钢厚度，表现如下：
气隙磁密随磁钢厚度变化的关系
01
气隙磁密随磁钢厚度增大而增大，但不是线性增大。

齿槽转矩
02
齿槽转矩由于气隙磁密增强而增大。 齿转矩由于气隙磁密增强而增大。

效率
03
本例中，输出转矩固定，磁钢增大后，铁耗增加速度大于铜耗减小速度。

最大输出功率
04
磁钢越厚，最大输出功率能力越强。

定子齿磁密
05
齿部磁密增大理所应当。

d轴电感会随磁铁厚度增大而减小。
测试数据
从实际测试数据来看：磁钢厚度增加，低速和高速的性能都有所增加。
方案如下：
方案1：定子铁芯厚度＝转子铁芯厚度＝磁钢厚度（ 定子铁芯和转子铁芯厚度相同）
方案2：定子铁芯厚度＝转子铁芯厚度-5mm＝磁钢厚度-5mm（ 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）。
磁钢作为电机的关键组成部分，影响着电机的性能。磁钢的厚度会影响到电机的磁通密度、磁通量和磁阻等因素，从而影响到电机的转矩、效率、输出功率等性能参数：  
磁钢厚度对磁通密度的影响：磁钢的厚度对磁通密度有直接影响，磁通密度越大，电机的转矩也就越大。因此，在相同的功率和电流情况下，厚度大的磁钢将会产生更高的转矩。
磁钢厚度对磁通量的影响：磁通量是电机产生的磁通量大小，受到磁钢面积和厚度的影响。磁钢厚度变小，磁通量也会跟着减少，因此电机的效率也会下降。
磁钢厚度对磁阻的影响：磁钢的厚度会影响到磁阻，磁阻越小，电动机的磁通就可以容易地通过磁界传输，转矩也就越大，效率也就越高。在机械设计中，最小磁阻是设计优化的关键点之一。   因此，同样牌号的磁钢，不同厚度所带来的影响是实际的，不同的磁钢厚度会使得电动机的性能发生显著变化，影响力极其剧烈。
编辑：黄飞

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