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现代永磁电机调速理论第3章磁路计算磁路计算的目的是通过计算磁路中的磁通、磁势和磁场分布等参数，来确定电机的磁路结构。
在磁路计算中会用到磁场分析、磁路闭合等理论和方法。
下面分别介绍这些理论和方法。
首先，磁场分析是磁路计算的基础。
通过磁场分析可以确定电机中的磁通分布情况，包括主磁通和漏磁量。
磁场分析可以采用有限元法、解析法等方法。
有限元法是一种常用的数值计算方法，能够有效地解决磁场分析问题。
解析法是基于磁场的解析解，可以得到更准确的结果，但计算复杂度较高。
其次，磁路闭合是磁路计算中另一个重要的理论。
在电机中，为了保持磁场稳定和有效，磁路必须是闭合的。
磁路闭合可以通过磁路连接和磁路绕组来实现。
磁路连接是指磁路中不同部分通过磁性材料连接在一起，形成一个闭合回路；磁路绕组是指通过绕制线圈和导线来形成磁路中的回路。
磁路闭合是保证电机正常运行和提高效率的重要手段。
最后，磁路计算还需要考虑材料的磁性能和磁性参数。
磁性材料是电机中的重要组成部分，其磁化特性和磁导率等参数会影响电机的性能和效率。
磁性材料包括铁芯材料和永磁材料两种。
铁芯材料具有较高的磁导率和良好的导磁性能，能够有效地传导磁通和提高磁场强度。
永磁材料则具有较高的剩磁和矫顽力，能够产生强磁场并保持稳定。
总之，磁路计算是现代永磁电机调速理论中的重要内容，通过磁场分析、磁路闭合和材料磁性能的考虑，可以确定电机的基本参数和结构，进而影响到电机的性能和效率。
磁路计算对于电机设计和优化具有重要的指导意义。
步进电机的磁场分布计算与分析
步进电机的磁场分布计算与分析
步进电机是一种将电信号转变为机械转动的设备，其原理基于电磁场的分布。
在步进电机中，有两个主要的电磁场分布，分别是定子的磁场和转子的磁场。
首先，我们来看定子的磁场分布。
定子是步进电机的静止部分，通常由若干电磁铁组成。
当电流通过定子电磁铁时，会产生一个磁场。
这个磁场的分布形式取决于定子的结构和电流的方向。
通常情况下，定子电磁铁的磁场是由多个磁极组成的，每个磁极之间的磁场方向相反。
这样的磁场分布可以使得转子能够受到吸引力并旋转。
接下来，我们来看转子的磁场分布。
转子是步进电机的运动部分，通常由一个或多个磁铁组成。
当电流通过转子磁铁时，会产生一个磁场。
这个磁场的分布形式取决于转子的结构和电流的方向。
通常情况下，转子磁铁的磁场也是由多个磁极组成的，每个磁极之间的磁场方向相反。
转子的磁场与定子的磁场相互作用，从而产生转矩，使转子能够旋转。
在步进电机中，定子和转子的磁场分布是通过电流的控制来实现的。
通过改变电流的方向和大小，可以改变定子和转子的磁场分布，从而实现步进电机的运动控制。
总结来说，步进电机的磁场分布是通过定子和转子磁铁的磁场相互作用来实现的。
定子和转子的磁场分布是由电流的方向和大小所决定的。
通过控制电流，可以实现步进电机的运动控制。
磁场计算与磁路设计磁场是以磁铁或电流为源产生的物理现象。
在工程设计中，磁场计算和磁路设计扮演重要角色，尤其在电机、传感器和磁力学相关领域。
磁场计算与磁路设计的目的是研究和优化磁场的分布和性能，确保设备的效率和稳定性。
磁场计算的方法主要分为解析方法和数值计算方法。
解析方法通常用于简化的几何模型和边界条件，其中最常用的方法是安培环路法和毕奥-萨法尔定律。
数值计算方法则通过离散化模型并应用有限元分析等工具来求解问题。
无论是解析方法还是数值计算方法，磁场计算的目的都是确定磁场的强度和分布，从而为磁路设计提供准确的输入。
磁路设计是建立在磁场计算的基础之上的。
它考虑了磁路上的磁阻、导磁材料和各种磁场源之间的相互作用。
磁路设计的目标是通过优化磁路结构来达到特定的要求，比如提高电机的转矩和效率，减小传感器的尺寸和功耗。
在磁路设计过程中，需要考虑以下几个方面：1. 磁路结构：根据具体的设备和应用需求，选择合适的磁路结构。
常见的结构包括飞轮、反铁心和磁环等。
磁路结构会影响磁场分布和漏磁损耗，因此需要根据具体问题进行设计和优化。
2. 导磁材料：导磁材料在磁路设计中起着重要的作用。
不同的导磁材料具有不同的磁导率和磁饱和特性，这些特性会影响磁场的传导和集中程度。
因此，在磁路设计中需要选择合适的导磁材料，并考虑其性能和成本等因素。
3. 磁场源：磁场源包括磁铁或线圈等产生磁场的设备。
在磁路设计中，需要确定磁场源的位置、形状和大小，以及其产生的磁场强度。
通过合理选择和配置磁场源，可以达到所需的磁场分布和性能要求。
4. 损耗和效率：在磁路设计中，需要考虑磁铁的能量损耗和设备的效率。
磁铁材料的磁滞损耗和涡流损耗会导致能量损耗，降低设备的效率。
因此，需要合理选择磁铁材料和减小能量损耗，从而提高设备的效率。
磁场计算和磁路设计在不同领域的应用广泛。
在电机设计中，磁场计算和磁路设计可以改善电机的转矩和效率，提高其性能。
在传感器设计中，磁场计算和磁路设计可以减小传感器的尺寸和功耗，提高其灵敏度和稳定性。
「技术」永磁电机磁路结构和设计计算，含永磁电机优点和结构特性1、永磁电机1.1 磁路结构和设计计算永磁发电机与励磁发电机的最大区别在于它的励磁磁场是由永磁体产生的。
永磁体在电机中既是磁源，又是磁路的组成部分。
永磁体的磁性能不仅与生产厂的制造工艺有关，还与永磁体的形状和尺寸、充磁机的容量和充磁方法有关，具体性能数据的离散性很大。
而且永磁体在电机中所能提供的磁通量和磁动势还随磁路其余部分的材料性能、尺寸和电机运行状态而变化。
此外，永磁发电机的磁路结构多种多样，漏磁路十分复杂而且漏磁通占的比例较大，铁磁材料部分又比较容易饱和，磁导是非线性的。
这些都增加了永磁发电机电磁计算的复杂性，使计算结果的准确度低于电励磁发电机。
因此，必须建立新的设计概念，重新分析和改进磁路结构和控制系统；必须应用现代设计方法，研究新的分析计算方法，以提高设计计算的准确度；必须研究采用先进的测试方法和制造工艺。
1.2 控制问题永磁发电机制成后不需外界能量即可维持其磁场，但也造成从外部调节、控制其磁场极为困难。
这些使永磁发电机的应用范围受到了限制。
但是，随着MOSFET、IGBTT等电力电子器件的控制技术的迅猛发展，永磁发电机在应用中无需磁场控制而只进行电机输出控制。
设计时需要钕铁硼材料，电力电子器件和微机控制三项新技术结合起来，使永磁发电机在崭新的工况下运行。
1.3 不可逆退磁问题如果设计和使用不当，永磁发电机在温度过高（钕铁硼永磁）或过低（铁氧体永磁）时，在冲击电流产生的电枢反应作用下，或在剧烈的机械振动时有可能产生不可逆退磁，或叫失磁，使电机性能降低，甚至无法使用。
因而，既要研究开发适合于电机制造厂使用的检查永磁材料热稳定性的方法和装置，又要分析各种不同结构形式的抗去磁能力，以便在设计和制造时采用相应措施保证永磁式发电机不会失磁。
1.4 成本问题由于稀土永磁材料目前的价格还比较贵，稀土永磁发电机的成本一般比电励磁式发电机高，但这个成会在电机高性能和运行中得到较好的补偿。
第3章永磁电机的磁路设计与计算•简单磁路分析法•磁网络分析法常用电机分析方法有有限元法，简单磁路法和磁网络法。
1. 有限元法（Finite element analysis ）可以准确计算电机的静态特性，但是这种方法仍较为复杂，需用较长的计算时间。
2. 简单等效磁路法（Simplified magnetic circuit ）建立电机的局部等效磁路，磁路构成简单，计算精度较差，但计算耗时少，可应用于电机的定性分析。
3. 磁网络法（Magnetic network ）建立整个电机的磁网络模型，通过编程对铁芯饱和进行迭代计算，计算精度接近有限元法，计算耗时接近等效磁路法，非常适合电机的初始设计阶段。
缺点是建模过程较为复杂。
永磁电机的常用计算方法永磁励磁与电励磁的差别电励磁永磁励磁m m h H H 111-=δδ磁势不随外磁路而改变，保持常数mm h H H 222-=δδNI H =δδ0=+m m h H H δδ•永磁磁势随外磁路的改变而改变，不是常数mr m H B B 0μ+=永磁励磁与电励磁的差别)(δR R l H F m m m m +Φ==)(00δδμ+μΦ=A A l m m 1. 简单磁路法1.1 永磁体等效方法H B B r r μμ-=0rc B H H μμ-=0(a) 稀土永磁(b)铁氧体永磁(c)铝镍钴永磁对于图c ，r r B B '=对于图b 、c ，cc H H '=mmmr r m r m r m Hh h A HA A B B A μμ-Φ=μμ-=00乘以永磁体截面积用磁通和磁动势表示Φr ——虚拟内禀磁通Φm ——永磁体向外磁路提供的总磁通Φ0——虚拟自退磁（内漏磁）磁通mmmr m r Hh h A HA μμ=μμ=Φ000m r m ir r A B A B ==Φ0Φ-Φ==Φr m m BA 1. 简单磁路法1.1 永磁体等效方法mF 0Λ=磁通源（电流源）mc r m F F 000Λ-Λ=Φ-Φ=Φ0ΛΦ-=m c m F F mc c h H F =磁动势源（电压源）1. 简单磁路法1.1 永磁体等效方法永磁体磁通Φ01. 简单磁路法1.1 永磁体等效方法ΦδΦσ主磁通——主磁通Φδ漏磁通——Φσ⎩⎨⎧Λ→Λ→σσδδΦΦΦm1. 简单磁路法1.1永磁体等效方法——空载外磁路永磁体等效磁路空载时外磁路δ0δδσδn σδΛΛΛΛΛΛΛΛΛσ=+==+='0aσδδaδσσaa 111σFΛΛΛF ΛΛΛF F =+=+='主磁通——气隙磁通Φδ漏磁通——Φσ直轴电枢反应磁动势F a σ0空载漏磁系数戴维南等效变换1. 简单磁路法1.1永磁体等效方法——负载外磁路磁通源磁动势源主磁导：与磁路的饱和程度有关漏磁导:Λσ取决于关系。
