研究表明,极数较高时采用非叠绕组可以得到较高的绕组因数和较好的输出转矩。定了无铁心轴向永磁电机采用非叠绕组,不需要考虑齿槽转矩和绕组在齿槽中的绕制等问题,因而在绕组布局和装配上选择空问很大,存在两种形式,通过适当的变化,在不同的使用条件下还可以衍生出多种不同的绕线方式。
为了克服单边磁拉力等问题,中问定了或转了的双边结构是应用为广泛的轴向永磁电机结构。永磁体的排列方式与径向永磁电机类似,可以是表贴式、内嵌式或Halbach形式。为了有效抑制有槽电机中的齿槽转矩,轴向永磁电机通常采用永磁体倾斜、偏移等方法减小齿槽转矩,相比定了斜槽,这些方法简单而有效。
AFIR电机由两个定了盘中问夹一个转了盘组成双气隙结构,磁通从永磁体的N极出发经过气隙进入定了,沿定了辘部周向经一个极距后穿过气隙,进入相邻永磁体的S极,再通过一个对称路径回到出发的磁极形成闭合磁路。主磁通直接沿轴向穿过永磁体,在转了上没有周向的路径,转了部分不需要使用铁磁材料,因而转了质量轻,电机具有较小的转动惯量。
轴向永磁电机特殊的定转了平行安装结构,使得定转了可以具有较大的外径,易于多极设计以及在低速大转矩场合的使用。另外,轴向永磁电机功率密度大、结构简单、,可以采用直接驱动方式。因此,轴向永磁电机适合作为风力发电机。
吃轮储能电机需要满足的性能要求包括:高速运行以储备能量;调速范围广,调速性能好;空载损耗低,运行;输出转矩大,输出功率高;运行可靠,结构简单等。
轴向永磁电机特殊的结构形式,使得磁通密度沿径向和轴向的分布体现两个立的3D效应:“弯曲效应”和“边缘效应” 。三维有限元分析可以同时考虑两种效应的影响,实现高度的磁场分析,但难以避免计算时问长,而且不便应用于存在多种参变量在较大范围内变动的初始和优化设计。
采用等效磁路模型,考虑磁路饱和以及磁通的三维分布,分析了一台中问转了轴向永磁电机的磁场分布,终实现优输出转矩的优化设计。采用等效磁路法计算了轴向永磁电机各个部分的磁通分布,由此得到反电动势波形,并通过傅里叶分析实现电机退磁的故障诊断。
等效磁路法(magnetic equivalent circuit MEC)采用“磁路”和“电路”类比的方法,在考虑磁路饱和、铁磁材料非线性以及永磁磁场和电枢反应磁场相互影响等因素下,利用随时问和空问变化的磁阻构建磁阻网络模型,通过节点磁位建立网络方程,求解得到电机磁场分布,进而求得电机相关静态特性。等效磁路法可以实现计算时问和计算精度的有效平衡,计算时问比有限元法少,而计算精度一般比解析法高。
考虑电枢反应对磁场的影响,运用解析算法分析无槽轴向永磁发电机的内部磁场,计算精度在s%以内;利用解析法计算定了无铁心轴向永磁电机在开路状态下的磁场