一种多磁动势永磁体阵列的设计方法及磁通反向电机与流程

技术特征：
1.一种多磁动势永磁体阵列的设计方法，所述永磁电机包括缠绕有绕组的定子、永磁体阵列以及转子，所述永磁体阵列为定子结构或转子结构，阵列中各磁钢等宽或不等宽，其特征在于，方法包括：s1.根据所选取的n个具有不同极对数的目标磁动势参数，构建目标复合磁动势f
m
；其中，n为大于等于2的整数，目标磁动势的极对数分别为p1,p2,p3…
，目标磁动势的幅值比例系数分别为a1,a2,a3…
，目标磁动势的相位为，目标磁动势的相位为θ为永磁体阵列的周向位置角度；s2.设定θ阶梯函数n
step
构建θ的分段区间，并设定阶梯函数阈值v
th
，通过判断每个周向角度位置θ下的目标复合磁动势f
m
与阈值的关系，得到阶梯磁动势f
m
‑
step
(θ)的大小：s3.在整个圆周范围内，在f
m
‑
step
(θ)＝1的位置放置n极永磁体，在f
m
‑
step
(θ)＝
‑
1的位置放置s极永磁体，在f
m
‑
step
(θ)＝0的位置不放置永磁体，得到多磁动势永磁体阵列排布方式。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多磁动势永磁体阵列的磁动势的大小满足：其中，k
pm
为永磁体阵列的总极弧系数，b
r
为永磁体剩磁，d
m
为永磁体厚度，μ0为空气磁导率。3.一种磁通反向电机，包括同轴套设的定子、凸极转子和转轴，其特征在于，所述定子由定子绕组和定子铁心，以及定子铁心靠近气隙侧表贴的径向充磁的定子永磁体阵列组成；所述定子永磁体阵列由权利要求1或2所述的多磁动势永磁体阵列的设计方法形成；所述凸极转子由转子铁轭和z
r
个均匀分布的凸极铁齿组成。4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，定子绕组为分数槽集中绕组结构，任意两个电枢极对数的和或差为定子槽数的整数倍，即：|p
ei
±
p
em
|＝kz
s
其中，p
ei
和p
em
为定子绕组的任意两个电枢极对数。5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，定子永磁体阵列的主极对数p
i
为定子槽数z
s
的整数倍。6.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，定子主磁动势产生的|z
r
‑
p
i
|对极气隙磁密均在绕组中产生频率一致的反电势，且反电势频率为f＝z
r
ω
r
/2π，其中，ω
r
为凸极转子转速。7.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，定子绕组极对数p
ei
，转子凸极齿数z
r
与定子永磁体阵列主极对数p
i
三者的关系满足下式
|z
r
‑
p
i
|＝p
ei
其中，i＝1,2，
…
,n，n为大于等于2的整数。

技术总结
本发明公开了一种多磁动势永磁体阵列的设计方法及磁通反向电机，属于永磁电机设计技术领域。该方法引入多工作磁动势概念，将多个具有不同幅值、相位和极对数的目标正弦磁动势进行复合，然后对复合波形进行简化，从而得到阶梯状的磁动势结构。根据该阶梯磁动势波形结构在圆周方向上放置相应极性和厚度的永磁体，从而得到一种特殊的永磁体排布方式，其能够在气隙中同时产生多个不同极对数的主要磁场，磁场的相位和比例与设计值相吻合。本发明方法能够实现任意多磁动势永磁体阵列的定向设计，起到增加永磁体产生的工作磁动势的作用。本方法得到的多磁动势永磁体阵列能够广泛用于磁通反向电机的转矩优化设计，在不增加成本的情况下显著增加电机性能。下显著增加电机性能。下显著增加电机性能。


技术研发人员：李大伟 黄海林 曲荣海 黄以波 郭文文
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：2021.09.10
技术公布日：2022/1/3