永磁同步电动机之气隙磁密分布系徽

    气隙磁密分布系数表示了盘式永磁电机气隙磁密幅值随半径的变化率，同时还考虑了边缘效应的影响，它主要与永滋体的径向长度、永磁体磁化方向长度及气隙长度有关，本书作者通过计算不同径向场域磁场分布，给出了各种情况下气隙磁密分布系数K；的值，如图9一22a一e所示。

3线绕盘式永磁直流电动机的设计特点

3.1基本电磁关系

盘式永磁电动机的电枢绕组是分布的，有效导体位于永磁体前方的平面上，如果考虑其单根导体，在该平面上的位置可用半径r和极角6来描述。如气隙磁密用平均半径处的磁密代表，可写成B ,（的的形式。如图9一23所示，如电机的机械角速度为门，在（r , 6）处dr长导体所产生的电动势,因而有效导体在某个极角口位置下的电动势.

    式〔9-20）说明盘式永磁直流电动机的电动势公式与普通圆柱式电动机完全一致，盘式永磁电动机的电磁本质未变，只是结构改变而已。经过同样推导，可以得出盘式永磁直流电动机的电磁转矩公式与普通圆柱式直流电动机一致，为。

    由子盘式永磁电动机电枢绕组的有效导体在空间呈径向辐射，电动机的线负荷随考察处的直径变化而变化。如果考虑平均直径处电动机的线负荷A .，由式（9一20）和式（9一25）可以得到盘式永磁直流电动机的电滋功率。

3 . 2主要尺寸

将式（9一26）改写，并考虑到长度的单位用。 。，A的单位用A / cm，可以得到与普通圆柱式电动机相似的主要尺寸计算公式：。

可见，盘式永磁直流电动机单位体积的功率与电枢平均直径成正比而与总的轴向长度成反比，这与普通圆柱式电动机是不同的。

盘式永磁电动机的主要尺寸比。

设计盘式水磁电动机时，其外形尺寸需满足安装要求。当外径给定时，可以通过确定最佳的直径比获得最大输出功率。由于盘式永磁电动机绕组在内径处导线密集，电负荷最大，如果此处电负荷过高，会引起电枢绕组局部过热。所以，应根据内径处电负荷不超过允许值进行初始设计。将式（9 27）对功率求极值，可以得到。

    即如外径D～和最大电负荷A 、 。一定，盘式永磁电动机的电枢直径比为了万时可获得最大输出功率。在实际设计时，直径比的选择还应综合考虑用铜量、效率、漏磁等因素。如要产生一定电动势，y值越大所需的匝数就越小，从而减少端部用铜量然而，内径过小时会增加导线安放的困难，同时y增大还会引起漏磁增加。一般地，盘式永磁电动机的直径比在1 . 5- 2 . 2之间，对于小型电动机取1 . 5一173；对大中型电动机取17 -2 . 2

3.3磁极设计

3.3.1极数和极弧系数外

对于一定的极弧系数，采用较少的极数使极间距离增加，漏磁显著减少。但是极数太少势必会对电动机的效率带来不利的影响，因盘式永磁直流电动机一般采用波绕组，其支路数与极数无关，对于一定的电枢导体数，极数少的电动机其端接部分较长，致使用铜量增加，电枢绕组铜损耗增加和效率降低。所以盘式永磁电动机尽管漏磁很大，但为了有较高的效率，仍然采用较多的极数，一般为6一12极．减小极弧系数有利于减少漏磁，但会引起每极磁通量降低，而磁通的降低又会导致匝数加大和气隙增大，一般情况下选取．8左右为最佳。

3.3..2磁极尺寸的确定

在电枢内、外径确定之后，磁极内、外径随即确定，关键的问题是如何选择水磁体的厚度。通过近似分析可以得出在理想情况下，永磁体最经济的尺寸是永磁体厚度近似等于气隙长度。但是，这时气隙磁密场、 Br / 2，如果永磁体的剩余磁感应强度不是很高，对于电机设计并不有利。为了提高气隙磁密，不得不增加永磁体厚度。通常对于铁氧体永磁．永磁体厚度如，对于钦铁硼永磁。