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摘要：永磁架构下的电机，高速转动之时，转子特有的涡流损耗偏多，造成永磁配件偏热，带来退磁的疑难。永磁型特性的无轴承电机，包含径向方位的转矩转动。相对运动特有的关联，可分成径向范畴中的作用力、转矩凸显的绕组磁场、悬浮态势下的绕组磁场。单一架构中的、可被管控的径向作用，带有独特条件。采纳耦合电路特有的瞬态计算，运算得来空载态势的涡流损耗。调研得来的数值表明，永磁型关涉的这种损耗，不能脱离潜藏着的绕组磁场。拟定好的优化方式，应能设定新颖结构，缩减各时段的转子涡流，提快运行速度。
关键词：涡流损耗分析;永磁型;无轴承电机;优化方案
无轴承架构的电机，伴随着径向力。这样的径向力，管控着悬浮特性的绕组、传统情形下的体系绕组。把这些绕组添加至预设的定子槽，极对数带有差异的多重转矩，会产生某时段中的电磁支撑。比对其他范畴的电机，永磁型特性的无轴电机，缩减了固有体积;同等功率之下，轴向方位的长度被限缩。异步特性的悬浮磁场，会添加体系架构之中的涡流损耗。为此，转子配件的损耗涡流，密切关涉永磁体的多样性能。本文明辨了涡流损耗，摸索了适宜特性的化解办法。
一、概要的转矩机理
永磁架构的电机，包含悬浮特性的绕组磁场、转矩特性的这种磁场、永磁特性的同等磁场，是三层级以内的磁场叠加。转矩的本源机理，等同永磁电机，包含绕组架构之中的彼此作用。表面贴特有的无轴承电机，潜藏着的等效空隙偏大;比对转子衔接着的永磁磁场，绕组磁场凸显了偏小的振幅。为此，绕组磁场关涉的径向力，可被忽略掉。
体系架构中的径向力，密切关联着永磁磁场、带有悬浮特性的绕组等。两组磁场叠合，增强了某方位的原有磁场。相反方位上，这种磁场偏弱。依循麦克斯韦特有的本源原理，转子带有明晰的径向力，它会朝向特有的磁场方向。静止态势下，正y方位的磁场，带有同等极性;叠加得来的结果，是增添了磁场。然而，负y这一方位的磁场，却有所缩减。在这时，转子关涉的指向，包含径向范畴中的合力。
二、建构最优模型
稳定态势的径向力，应当予以管控。这样的管控方式，是调和定子绕组、体系范畴的相位及电流。为便利调控，拟定好的绕组次序，应当考量初始时段的零电流;转子特有的径向力，应指向特有的正x。例如：同心架构下的绕组定子，就拟定了2这样的极对数;定子槽固有的数值，设定成36个。应被运算出来的数值，包含如下数据：添加了三相特性的等同电流以后，转矩特有的绕组电流;初始时段的电流相位，只要考量这一范畴的磁场谐波，即可计算得来极对数、悬浮态势的绕组磁场。
拟定了参数以后，永磁架构之下的无轴承电机，是可被调整的。设定好的双重变量，都关涉悬浮绕组经由的电流。为此，只要更替了各时段的悬浮电流、预设的初始相位，即可管控径向力，实现稳定态势下的悬浮状态。
三、高速率的运动倾向
无轴承衔接的电机，运转速率偏快时，永磁特性的磁场、悬浮架构中的绕组磁场、转矩配有的磁场，维持着高速情形之下的转动状态。稳定特性的转子悬浮，应能确认某一转速。永磁特性的这种电机，带有可控特性的径向作用。若要产生稳定态势下的这种作用，转子特有的机械角、绕组特有的这种角度，都应满足预设的速度数值。与此同时，配套架构中的定子电角，也要拟定最优速率。定子范畴的绕组磁场，关联着三相特性的对称电流。依循设定好的极对数、机械角及特有的电角速度，可以辨识相对态势下的转角速度。
永磁框架内的电机，涡流损耗关联着多次谐波，它并不关涉铁耗及铜损耗。然而，永磁架构的无轴承电机，异步运行着的绕组磁场，也会带有同等损耗。多层级的谐波幅值，比对悬浮磁场，还是偏小的。为此，悬浮绕组这样的磁场，是转子涡流特有的侧重来源。转子散发着的热能偏多，永磁材料固有的温度偏低、电导率也偏低，很易凸显发热退磁。极对数设定得偏高时，拟定的同等转速之下，磁场及电流关涉的基频很高;各层级内的谐波，也凸显偏大数值下的涡流损失。
四、计算真实损耗
选取某规格下的样机，当成测算根据。样机固有的参数，包含如下特性：定子固有的外径，拟定为118毫米;内径设定成68毫米。定子槽固有的数目25及34。转矩绕组预设的匝数设定成34;转子铁心固有的外侧直径，设定成58毫米。永磁体预设了2毫米特有的厚度，护套预设了1毫米这样的厚度;铁心预设了78毫米的初始长度。额定情形之下的转速，是每分钟11900转。
根据设定好的样机参数，建构有限元配有的解析模型。永磁架构中的电机模型，建构了网格剖分。采纳外部范畴中的耦合电路，采纳瞬态解析，辨析了损耗掉的总体涡流。外侧安设的电路，添加了电流源特有的模型。拟定好的运算时间，设定成0.4秒钟;体系架构内的时间步长，设定成0.002秒。转子区段之中的涡流，关系着求解得来的参数。
五、多层级的损耗
（一）空载态势下的损耗
为限缩气隙磁场潜藏着的谐波，采纳永磁体关涉的磁化形式，把外部架构之中的电流，拟定成零的幅值。这种情形下，解析涡流损耗，也即定子槽表征出来的效应损耗。空载状态之下的密度布设，凸显明晰的规律倾向。
（二）带有负荷的损耗
负载情形之下，无轴承架构内的电机，定子绕组会带有稳定态势下的、可控特性的径向作用。依循径向力，添加外在特性的电流。给出来的两套绕组，拟定了等同频次。外部经由的电流，设定了最佳数值。计算得来的电流频率，密切关涉旋转速率、体系之中的极对数。多样情形下，都应拟定精准特性的电流频率、对应着的角频率。设定瞬态求解，在电流促动之下，转子附带着的径向力，应朝向正x这一方向。涡流特有的损耗密度，凸显明晰的布设倾向。
最大范畴的涡流损耗，会超出53W。极对数增添时，功率驱动特有的电路要求，也会随同提升。电流谐波及计算得来的电动势谐波，都关涉偏大数值下的涡流损耗。空载情形下，比对悬浮特有的这种绕组，定子槽附带着的涡流损耗，仍是偏小的，可以予以忽视。极对数经由优化，限缩了这种损耗。未来时段的调研中，还应接续调研可用的削减方式。
（三）应注重的事项
转矩特有的径向力，应能设定得很精准。拟定好的优化方案，包含径向力这一范畴的最优数值。永磁电机独有的优势，是功率密度拟定得很大，且不用配有励磁控制，适宜高速态势下的运转。电机关涉的转矩磁场，很难彻底规避掉涡流损耗。潜藏着的损耗，包含齿槽谐波、反电动势特性的谐波、绕组架构之中的电流谐波。嵌入定子槽附带着的悬浮绕组，与原初的磁场，凸显异步运行的倾向。应被注重的是，转子涡流耗费掉的损耗，远会超出永磁特性的电机。
结束语
永磁体配有的无轴承电机，应符合预设的极对数、磁场旋转情形之下的机械角度、旋转之中的电角速度。永磁型这样的电机，转子涡流关涉的损耗，包含异步态势下的运行耗费。齿槽谐波特有的涡流损耗，还是偏小的，可被忽略掉。定子范畴中的绕组极对数，凸显偏大情形下的涡流损耗。为规避惯常的热退磁，经过比对解析，采纳了优选得来的新颖结构。
参考文献：
[1]张涛.基于涡流损耗分析的永磁型无轴承电机优化[J].电机与控制学报，2012（10）.
[2]乔晓利.永磁型电主轴多频率振动的主动控制[J].中国机械工程，2014（02）.
[3]仇志坚.交替极永磁无轴承电机的直接悬浮力控制[J].电工技术学报，2011（09）.
[4]管晓文.永磁型无轴承电机悬浮力前馈控制系统研究[J].电气传动，2009（03）.
[5]孙晓东.无轴承永磁同步电机技术综述及其发展趋势探讨[J].中国机械工程，2012（17）.
关键词：涡流损耗分析;永磁型;无轴承电机;优化方案
无轴承架构的电机，伴随着径向力。这样的径向力，管控着悬浮特性的绕组、传统情形下的体系绕组。把这些绕组添加至预设的定子槽，极对数带有差异的多重转矩，会产生某时段中的电磁支撑。比对其他范畴的电机，永磁型特性的无轴电机，缩减了固有体积;同等功率之下，轴向方位的长度被限缩。异步特性的悬浮磁场，会添加体系架构之中的涡流损耗。为此，转子配件的损耗涡流，密切关涉永磁体的多样性能。本文明辨了涡流损耗，摸索了适宜特性的化解办法。
一、概要的转矩机理
永磁架构的电机，包含悬浮特性的绕组磁场、转矩特性的这种磁场、永磁特性的同等磁场，是三层级以内的磁场叠加。转矩的本源机理，等同永磁电机，包含绕组架构之中的彼此作用。表面贴特有的无轴承电机，潜藏着的等效空隙偏大;比对转子衔接着的永磁磁场，绕组磁场凸显了偏小的振幅。为此，绕组磁场关涉的径向力，可被忽略掉。
体系架构中的径向力，密切关联着永磁磁场、带有悬浮特性的绕组等。两组磁场叠合，增强了某方位的原有磁场。相反方位上，这种磁场偏弱。依循麦克斯韦特有的本源原理，转子带有明晰的径向力，它会朝向特有的磁场方向。静止态势下，正y方位的磁场，带有同等极性;叠加得来的结果，是增添了磁场。然而，负y这一方位的磁场，却有所缩减。在这时，转子关涉的指向，包含径向范畴中的合力。
二、建构最优模型
稳定态势的径向力，应当予以管控。这样的管控方式，是调和定子绕组、体系范畴的相位及电流。为便利调控，拟定好的绕组次序，应当考量初始时段的零电流;转子特有的径向力，应指向特有的正x。例如：同心架构下的绕组定子，就拟定了2这样的极对数;定子槽固有的数值，设定成36个。应被运算出来的数值，包含如下数据：添加了三相特性的等同电流以后，转矩特有的绕组电流;初始时段的电流相位，只要考量这一范畴的磁场谐波，即可计算得来极对数、悬浮态势的绕组磁场。
拟定了参数以后，永磁架构之下的无轴承电机，是可被调整的。设定好的双重变量，都关涉悬浮绕组经由的电流。为此，只要更替了各时段的悬浮电流、预设的初始相位，即可管控径向力，实现稳定态势下的悬浮状态。
三、高速率的运动倾向
无轴承衔接的电机，运转速率偏快时，永磁特性的磁场、悬浮架构中的绕组磁场、转矩配有的磁场，维持着高速情形之下的转动状态。稳定特性的转子悬浮，应能确认某一转速。永磁特性的这种电机，带有可控特性的径向作用。若要产生稳定态势下的这种作用，转子特有的机械角、绕组特有的这种角度，都应满足预设的速度数值。与此同时，配套架构中的定子电角，也要拟定最优速率。定子范畴的绕组磁场，关联着三相特性的对称电流。依循设定好的极对数、机械角及特有的电角速度，可以辨识相对态势下的转角速度。
永磁框架内的电机，涡流损耗关联着多次谐波，它并不关涉铁耗及铜损耗。然而，永磁架构的无轴承电机，异步运行着的绕组磁场，也会带有同等损耗。多层级的谐波幅值，比对悬浮磁场，还是偏小的。为此，悬浮绕组这样的磁场，是转子涡流特有的侧重来源。转子散发着的热能偏多，永磁材料固有的温度偏低、电导率也偏低，很易凸显发热退磁。极对数设定得偏高时，拟定的同等转速之下，磁场及电流关涉的基频很高;各层级内的谐波，也凸显偏大数值下的涡流损失。
四、计算真实损耗
选取某规格下的样机，当成测算根据。样机固有的参数，包含如下特性：定子固有的外径，拟定为118毫米;内径设定成68毫米。定子槽固有的数目25及34。转矩绕组预设的匝数设定成34;转子铁心固有的外侧直径，设定成58毫米。永磁体预设了2毫米特有的厚度，护套预设了1毫米这样的厚度;铁心预设了78毫米的初始长度。额定情形之下的转速，是每分钟11900转。
根据设定好的样机参数，建构有限元配有的解析模型。永磁架构中的电机模型，建构了网格剖分。采纳外部范畴中的耦合电路，采纳瞬态解析，辨析了损耗掉的总体涡流。外侧安设的电路，添加了电流源特有的模型。拟定好的运算时间，设定成0.4秒钟;体系架构内的时间步长，设定成0.002秒。转子区段之中的涡流，关系着求解得来的参数。
五、多层级的损耗
（一）空载态势下的损耗
为限缩气隙磁场潜藏着的谐波，采纳永磁体关涉的磁化形式，把外部架构之中的电流，拟定成零的幅值。这种情形下，解析涡流损耗，也即定子槽表征出来的效应损耗。空载状态之下的密度布设，凸显明晰的规律倾向。
（二）带有负荷的损耗
负载情形之下，无轴承架构内的电机，定子绕组会带有稳定态势下的、可控特性的径向作用。依循径向力，添加外在特性的电流。给出来的两套绕组，拟定了等同频次。外部经由的电流，设定了最佳数值。计算得来的电流频率，密切关涉旋转速率、体系之中的极对数。多样情形下，都应拟定精准特性的电流频率、对应着的角频率。设定瞬态求解，在电流促动之下，转子附带着的径向力，应朝向正x这一方向。涡流特有的损耗密度，凸显明晰的布设倾向。
最大范畴的涡流损耗，会超出53W。极对数增添时，功率驱动特有的电路要求，也会随同提升。电流谐波及计算得来的电动势谐波，都关涉偏大数值下的涡流损耗。空载情形下，比对悬浮特有的这种绕组，定子槽附带着的涡流损耗，仍是偏小的，可以予以忽视。极对数经由优化，限缩了这种损耗。未来时段的调研中，还应接续调研可用的削减方式。
（三）应注重的事项
转矩特有的径向力，应能设定得很精准。拟定好的优化方案，包含径向力这一范畴的最优数值。永磁电机独有的优势，是功率密度拟定得很大，且不用配有励磁控制，适宜高速态势下的运转。电机关涉的转矩磁场，很难彻底规避掉涡流损耗。潜藏着的损耗，包含齿槽谐波、反电动势特性的谐波、绕组架构之中的电流谐波。嵌入定子槽附带着的悬浮绕组，与原初的磁场，凸显异步运行的倾向。应被注重的是，转子涡流耗费掉的损耗，远会超出永磁特性的电机。
结束语
永磁体配有的无轴承电机，应符合预设的极对数、磁场旋转情形之下的机械角度、旋转之中的电角速度。永磁型这样的电机，转子涡流关涉的损耗，包含异步态势下的运行耗费。齿槽谐波特有的涡流损耗，还是偏小的，可被忽略掉。定子范畴中的绕组极对数，凸显偏大情形下的涡流损耗。为规避惯常的热退磁，经过比对解析，采纳了优选得来的新颖结构。
参考文献：
[1]张涛.基于涡流损耗分析的永磁型无轴承电机优化[J].电机与控制学报，2012（10）.
[2]乔晓利.永磁型电主轴多频率振动的主动控制[J].中国机械工程，2014（02）.
[3]仇志坚.交替极永磁无轴承电机的直接悬浮力控制[J].电工技术学报，2011（09）.
[4]管晓文.永磁型无轴承电机悬浮力前馈控制系统研究[J].电气传动，2009（03）.
[5]孙晓东.无轴承永磁同步电机技术综述及其发展趋势探讨[J].中国机械工程，2012（17）.