同步電機(jī)之相關(guān)永磁體工作圖法

一、退磁曲線的近似計(jì)算

進(jìn)行永磁電機(jī)磁路計(jì)算時(shí)，需要永磁材料的退磁曲線。退磁曲線一般應(yīng)由生產(chǎn)廠家提供，但生產(chǎn)廠家往往只給出Br 、 H 。以及最大磁能積（BH ) m ax對應(yīng)的Bd 、 Hd等，這種情況下，只能根據(jù)這些數(shù)據(jù)推出相應(yīng)的退磁曲線。由于材料種類繁多，退磁曲線差別很大，目前尚未有普遍適用的計(jì)算公式，只能進(jìn)行近似估算。

對于大多數(shù)鐵氧體和稀土永磁材料，退磁曲線可用式（3一8）表示。對于大多數(shù)各向同性永磁材料，退磁曲線近似估算中應(yīng)用最多的公式是對于各向同性的永磁材料，采用式（3一45）進(jìn)行近似計(jì)算，可取得較高的計(jì)算精度。但對于中等磁能積和中等矯頑力的各向異性材料，計(jì)算誤差較大。若應(yīng)用于高矯頑力的材料，

特別是鐵氧體，誤差更大。對于高矯頑力、大凸出系數(shù)的各向異性永磁材料，若已知Br 、 Hc 、 Bd 、月d，可按式( 3一48）計(jì)算其退磁曲線。

二、相對回復(fù)磁導(dǎo)率的近似計(jì)算

在永磁材料中，回復(fù)線實(shí)際上是很窄的局部磁滯回線，通常用一條直線代替，其斜率就是回復(fù)磁導(dǎo)率。對于同一永磁材料退磁曲線上不同的磁感應(yīng)強(qiáng)度值，回復(fù)磁導(dǎo)率有一定的差別。在工程實(shí)際中，一般假定相對回復(fù)磁導(dǎo)率為常數(shù)，采用以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算B 。

三、永磁體工作圖法

如前所述，在永磁電機(jī)中，永磁體向外磁路提供的磁動(dòng)勢和磁通分別等于外磁路上的磁動(dòng)勢和磁通，因此，永磁體的工作點(diǎn)取決于永磁體的特性和外磁路的特性。永磁體的特性用回復(fù)線描述，外磁路的特性用中一f ( F）表示，二者的交點(diǎn)就是永磁體的工作點(diǎn)。具體步驟如下。( l）將退磁曲線B一f ( H）的橫坐標(biāo)乘以每對極永磁體充磁方向長度，縱坐標(biāo)乘以提供每極磁通的永磁體面積，得到甄一f ( Fm）曲線，如圖3一30 ( a）所示。( 2）確定回復(fù)線的位置和起點(diǎn)。永磁體的工作點(diǎn)是動(dòng)態(tài)變化的，為保證電機(jī)工作性能穩(wěn)定，將電機(jī)中可能出現(xiàn)的最大去磁點(diǎn)（Fk，氨）作為回復(fù)線的起點(diǎn)，畫出回復(fù)線。

( 3）畫出主磁路的特性曲線咖一f ( F）和漏磁路的特性曲線吞一A 。 F，將二者疊加，得到外磁路的合成特性曲線中一f ( F）。它與回復(fù)線的交點(diǎn)就是永磁體的空載工作點(diǎn)，所對應(yīng)的磁動(dòng)勢和磁通分別是空載時(shí)永磁體向外磁路提供的磁動(dòng)勢Fmo和磁通J喻，經(jīng)過該點(diǎn)的垂線與主磁路特性曲線的交點(diǎn)為空載氣隙磁通咖。

( 4）負(fù)載運(yùn)行時(shí)，存在電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢Fa，其中的直軸分量Fad對永磁體有助磁或去磁作用，其對永磁體的等效磁動(dòng)勢為F品一Fad / a 。當(dāng)該磁動(dòng)勢起去磁作用時(shí)，將外磁路合成特性曲線向左平移Fad／。，與回復(fù)線的交點(diǎn)就是永磁體的負(fù)載工作點(diǎn)，如圖3一30 ( b）所示；當(dāng)該磁動(dòng)勢起助磁作用時(shí)，將外磁路合成特性曲線向右平移凡d／。，與回復(fù)線的交點(diǎn)就是永磁體的負(fù)載工作點(diǎn)，如圖3一30（。）所示。工作點(diǎn)所對應(yīng)的磁動(dòng)勢和磁通分別是負(fù)載時(shí)永磁體向外磁路提供的磁動(dòng)勢Fm和磁通甄，經(jīng)過該點(diǎn)的垂線與漏磁路特性曲線的交點(diǎn)所對應(yīng)的磁通就是漏磁通硯，氣隙磁通。

四、用計(jì)算機(jī)求解永磁體工作圖

在永磁體工作圖中，回復(fù)線為一直線，當(dāng)最大去磁磁動(dòng)勢和回復(fù)磁導(dǎo)率確定后，可以用一個(gè)線性方程表示，而外磁路的工作特性是曲線。因此空載工作點(diǎn)的求解可歸結(jié)為求解以下非線性方程組。