基于matlab的无铁心轴向磁通永磁直流无刷电机（apdbm）气隙磁场的估算.doc

基于MATLAB的无铁心轴向磁通永磁直流无刷电机(APDBM)气隙磁场的估算基于MATLAB的无铁心轴向磁通永磁直流无刷电机(APDBM)气隙磁场的估算第(蔼2期8期)(EXPLOSION—PROOFELECTRICMACHINE)防爆电机基于MATLAB的无铁心轴向磁通永磁直流无刷电机(APDBM),北京(100044)摘要从Maxwell电磁方程组出发,利用分离变量法分析了APDBM的气隙磁场的分布,推导出气隙磁场的解析表达式,并利用MATLAB强大的计算功能对轴向磁通永磁直流无刷电机的气隙磁场进行了计算并绘制出了气隙磁场分布图,—7281(2006)O1—0029—05AMethodforRoughlyCalculatingofCorelessAxialFluxPermanent-MagnentDCBrushlessMotor'icequmions,analyzesfielddistributionbyemployingmethodofseparationvariables,andappliesMATLAB'Spowerfulabilitytocalculatetheairgapfieldofpermanent?-axial-?—,axialflux,MATLAB,finite—,电机运行时,由于产生齿槽效应,,人们研制了无槽式永磁电机,,由于铁心的存在,转动惯量大,响应速度慢,换向性能不理想(绕组电感较大)等问题依然存在,且轴向尺寸长,,以压缩轴向尺寸为目标,改传统电机中的径向磁场结构为轴向磁场结构,,控制灵活,换向性能好,特别适合于薄型安装场合,,目前计算电磁场问题最精确的方法为2D或3D有限元法,但是该方法相当耗费时间,,本文从Maxwell电磁方程组出发,利用分离变量法分析了APDBM的气隙磁场的分布,,,得到如图2所示的二维结构,它的两端可以想象为无收稿日期:2o058?;毕业于合肥工业大学电机电器及其控制专业,现为北京交通大学电气工程学院在读硕士研究生,(EXPLOSION—PROOFELECTRICMACHINE)第421O卷06(镐ll期),围2APDBM=维近似平面图(1)理论根据根据永磁体的对称性,,,R:为永磁体的外径,=7r(1+2)/2p(1)将变量换算成电角度为27r丁(2)图3所示的磁场简化平面图满足以下两式V×H=0(3)7?B=0(4),与永磁材料的物理磁化强度的关系为B=-/.t0(日+)(5)为了解出日和,引入标量磁位,被定义为H=一V(6)这样,经过代换,可将场的矢量问题转化为一个二阶标量方程V=一V-M(7)式(7)与式(3),(4),(5)等效,,物理磁化强度定义为r嘶(区域1)={一嘶(区域2)【0(区域3)注意,此处假定永磁体处于理想状态且被均匀磁化,在这种