摘 要：通过对永磁同步电动机磁钢充磁方式、磁钢形状、极靴形状三种情况进行分析，从而确定了三者对气隙磁密形状的影响情况及重要程度，为气隙磁密设计提供方向。研究采用控制变量法，依据有限元仿真模拟试验，并通过理论分析验证仿真结果。

关键词：永磁同步电机；气隙磁密波形；设计研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.01.152

0 引言

永磁同步电动机的输出转矩及脉动、感应电势、铁芯损耗在很大程度上取决于气隙中的磁通密度分布，气隙磁通密度（以下简称“气隙磁密”）波形的优劣直接影响电机的性能。合适的气隙磁密波形可以有效地稳定转速，提高转速的可控性，降低电机振动及噪音。

永磁同步电机的气隙磁密与很多因素有关，文献[1]从气隙变化、转轴材料、极弧系数、磁钢厚度、极对数等方面分析了对永磁同步电机气隙磁密的影响；文献[2]提出一种用若干块磁钢代替单块磁钢的方法来改善气隙磁密波形，减少气隙磁密空间谐波的含量；文献[3]提出一种解算磁密的计算方法。

常见的永磁同步电机分为方波电机与正弦波电机，两种电机结构相同，都有永磁转子和与交流电动机类似的定子结构。但永磁同步电机要求有一个正弦波反电势，而BLDC电机希望有一个梯形波反电势；所以如何设计出需要的气隙磁密波形是设计电机的基本功之一，但对于永磁同步电机气隙磁密波形的设计研究文章较少；本文根据充磁方式、磁轭及极靴形状的变化情况，利用有限元仿真软件Ansoft，采用二维有限元方法对相应的气隙磁密变化情况进行分析；……