永磁调速器的涡流场动态分析

    永磁调速器的涡流场动态分析

    （１）铜转子转速对涡流的影响。在空气厚度为３ｍｍ，磁极对数为１２时，分析铜转子，即电机轴转速从０到满速１４４０ｒ／ｍｉｎ时，铜转子表面产生的涡流变化。

    随着转速的不断提高，铜转子上的涡流也会增大，涡流密度由５００ｒ／ｍｉｎ的２．８７×１０７Ａ／ｍ２增长到１４４０ｒ／ｍｉｎ的６．０１×１０７Ａ／ｍ２，空气气隙处的交变磁场所产生的磁力转矩也会增大，从而输出功率得到充分提高，这是永磁调速器实际运用中所要达到的效果。

    （２）空气层厚度对涡流的影响。以空气层厚度为变量，分析铜转子表面的涡流（电机轴转速为满速１４４０ｒ／ｍｉｎ），如图６所示。空气层厚度的增大，涡流密度幅值减小，这将导致永磁调速器输出转矩减小，这是因为空气层和磁体中的磁阻大，磁势主要消耗在空气层的磁阻上，气隙增大消耗在空气层磁阻中的磁通密度显然增大，气隙中的磁通密度势减小，导致铜转子表面产生的涡流减小。因此减小空气层厚度有利于充分利用永磁体的性能。空气层的减少受到实际加工精度、安装条件的限制，同时也要考虑到涡流损耗产生热量的散发。参考磁耦合传动机构和磁力联轴器，作为动力传递的永磁调速传动机构，空气层一般选值范围在１～３ｍｍ之间。

    （３）磁极对数对涡流的影响。如图７所示，考虑到设计的永磁调速器的尺寸和磁极的尺寸，磁极对数至多为２０。磁极对数太少，产生的涡流量必然很小，故不用考虑。确定磁极数计算范围为１０～２０（电机轴转速为满速１４４０ｒ／ｍｉｎ）。随着磁极数的增加，涡流也逐渐增大，磁极数到２０时达到计算范围内的最大。由于在铜转子转动时，磁场方向变化一次，磁静能储存一次。

    所以磁极数越多有利于静磁能的储存，有利于涡流的形成。但磁极对数不能过多，过多会致使磁体间隔减小，相邻的磁极耦合程度增大形成回路而产生部分磁通失效，作用在铜转子表面的磁场强度减小。

    来源：永磁调速器