无轴承同步磁阻电机参数设计与电磁转矩分析

本文深入探讨了无轴承同步磁阻电机的参数设计及其有限元分析，由李元飞和朱熀秋两位作者共同完成。他们的研究基于无轴承同步磁阻电机的径向悬浮力产生原理，这种电机的特点是电磁转矩和径向悬浮力都依赖于同一气隙磁场。为了优化设计，他们引入了电机转矩系数Kred，运用了"气隙磁场分析法"和"电机转矩系数迭代"策略，对转矩绕组和悬浮力绕组进行精心设计。 作者们首先概述了无轴承同步磁阻电机的工作原理，特别强调了其径向悬浮力在电机性能中的关键作用。他们提出了一个设计流程框图，展示了从原理理解到实际应用的步骤。实验样机的设计达到了1kW的功率，额定转速达到10000转/分钟，最大径向悬浮力能达到200N，转矩绕组极对数为2，而径向悬浮力绕组极对数为1，这些参数确保了电机的高效运行。 通过有限元分析，研究者验证了所设计电机的磁路结构和气隙磁场分布的合理性。当转矩绕组和悬浮力绕组分别通入额定电流4A和1A时，实际测量的径向悬浮力为215N，足以实现转子的悬浮，满足了无轴承同步磁阻电机的设计标准。这项研究不仅提供了电机参数设计的关键技术，也为后续的无轴承电机发展奠定了理论基础。 关键词包括无轴承同步磁阻电机、径向悬浮力、气隙磁场分析法以及有限元分析。该研究成果对于理解和改进无轴承电机的性能，提升电机效率和可靠性具有重要意义，同时也为相关领域的科研人员提供了宝贵的参考依据。