永磁同步电动机的运行原理与电励磁同步电动机相同,但它具有结构简单、体积小、重量轻和高效节能等一系列优点,近年来得到了迅速发展。高性能稀土永磁材料的出现,其优越的磁性能和相对较低的价格,使得高性能永磁同步电动机的开发和研究成为世界各国的热点。 本文针对永磁同步电动机结构复杂、设计计算量大等难点,借助于电磁场计算有限元软件ANSYS,运用C++程序设计语言对永磁同步电动机设计系统进行了二次开发,并且成功地开发了一套功能比较完整的永磁同步电动机计算机辅助设计软件系统。该系统通过C++的多进程机制以及ANSYS的参数化设计语言APDL语言,完成了VC对ANSYS的封装和调用,进一步开发了永磁同步电动机计算机辅助设计系统,用户只需在界面中输入参数,系统便能自动调用ANSYS在后台进行计算,得到所需要的数据和图形,并将数据传递给电机分析程序中的磁路计算模块,所得结果图形供设计人员参考。在该系统中,VC主要负责界面的开发和对ANSYS的封装,而ANSYS主要负责运用APDL语言对永磁同步电动机进行建模和电磁场计算。本系统界面友好,操作简单,对复杂而又难于理解和掌握的ANSYS命令流进行了后台封装,大大减小了电机设计的工作量。 本文在设计永磁同步电动机样机时,采用场路结合的方法,即通过对ANSYS电磁场计算得到电机内部的电磁场分析,获得永磁同步电动机磁路计算中不易准确计算的一些主要参数,对永磁体的磁路结构和尺寸、绕组参数进行了优化,而且从性能上对电磁计算结果进行了分析,提高了样机性能的合理性,从而提高了磁路计算的准确性。 本文设计了一台1.5kW、4极的内置式U型永磁同步电动机样机,将样机的部分测试数据与计算结果进行比较,以检验本文所采用电机设计方法的合理性和可靠性。