考虑磁桥不均匀饱和的内置式永磁同步电机等效磁网络模型

摘要

为了提高计算精度,提出了一种可考虑磁桥不均匀饱和的内置式永磁同步电机(IPMSM)改进等效磁网络(EMN)模型。在分析不均匀饱和现象产生机理的基础上,将极间磁桥划分为四个子区域,根据每个子区域的几何结构及其磁力线走向搭建相应的多段非线性磁导单元,以考虑磁桥不均匀饱和及饱和偏移现象。以一台20kW车用IPMSM为例,利用所提出的模型对电机的空载、负载磁场及空载反电动势进行计算,并将计算结果与传统EMN模型、有限元分析及实验结果进行对比。结果表明,相比于传统EMN模型,所提出的改进EMN模型对气隙磁通密度和空载反电动势的计算精度可提高4%以上。最后,分析所提出模型的适用性,结果表明,当磁桥内磁通密度最大值与最小值的比大于约1.3时,磁桥不均匀饱和现象严重,需通过所提出的改进EMN模型来准确计算电机的电磁特性。