变频供电下永磁电机径向电磁力计算验证与SPWM影响分析

变频供电永磁电机电磁力计算与分析是一项关键的研究领域，它针对的是在变频器驱动下工作的永磁同步电机。永磁电机因其高效率和无刷结构，常用于各种工业应用，但其电磁激振力，尤其是径向和切向电磁力，是影响电机振动和噪声的重要因素。本文作者张文敏、郝清亮和蔡凭来自武汉船用电力推进装置研究所，他们利用ANSOFT软件这一高级电磁场模拟工具进行深入研究。 文章的核心内容聚焦于电磁场计算，特别是对变频器供电条件下的永磁电机径向电磁力进行仿真分析。在变频器供电系统中，由于采用SPWM（正弦脉宽调制）技术，电机电流的谐波成分显著增加，这不仅改变了电流的时间域特性，也影响了空间磁场的分布，进而影响到电磁力的产生。通过与理想电源供电情况进行对比，研究者运用麦克斯韦应力法，这是一种数值方法，能准确计算电磁力的大小和方向。 麦克斯韦应力法基于电磁场的麦克斯韦方程组，通过计算电磁场中的应力张量，推导出电磁力的分布。这种方法的优势在于能够处理非线性和非均匀的电磁场情况，为实际工程中的问题提供了精确的解决方案。 文中提到，径向电磁力被认为是电磁振动噪声的主要来源，因为它作用于定子铁心中，可能导致机械振动。相比之下，切向电磁力尽管较小，但也会引起齿部弯曲和局部振动，对噪声贡献相对较小。作者通过实验验证了采用ANSOFT软件进行电磁力计算的有效性，这些结果为后续研究永磁电机的振动控制策略和噪声优化提供了理论依据。 总结来说，这篇论文探讨了变频供电对永磁电机电磁力的影响，以及如何通过麦克斯韦应力法进行精确计算，这对于提升电机性能，降低振动和噪声水平具有重要意义，是电磁动力学和控制工程领域的实用研究案例。