介紹

內置式永磁電機 (IPM)已在許多行業中得到廣泛采用。由于其固有的堅固性，高效率并且制造成本相對較低。 在各種 IPM 拓撲中，V 形 IPM 展示更高的功率密度，更高的效率，更低的制造成本和更寬的恒定功率工作范圍。 與表面貼裝一樣永磁 (SPM) 電機，IPM 由于同時產生永磁轉矩和磁阻轉矩，而更有優勢。由于永磁體和磁阻轉矩d 軸和 q 軸之間的磁阻不相等。然而，與 SPM 不同的是，設計 IPM由于轉子結構復雜，已證明具有挑戰性和磁飽和。

優點

IPM 相對于 SPM 的重要優勢之一是精確制造 IPM 的簡單性轉子疊片的外形與SPM 中磁鐵的外形。 這個優勢也創造額外的理想特征：

■ IPM 使用簡單的矩形磁鐵具有平行磁化，這降低了兩者磁鐵價格和制造成本；

■ IPM 磁鐵被機械地捕獲在轉子疊片，使它們適用于高速運行無保護環或轉子上的固定套筒；

■ 磁橋的存在提供了更好的防退磁保護，提供IPMs 具有更高的過載能力。

■ IPM 正弦氣隙磁通密度分配使齒槽轉矩最小化，提供卓越的低速速度調節。

典型拓撲

IPM 的基本特征設計，如最大扭矩，阻力退磁，d軸和q軸電感，反電動勢等，受到PM的位置和尺寸幾何的顯著影響。 在典型的 V 形 IPM 幾何結構，如下圖所示，R是相鄰兩個PM之間距離的一半，LR是PM底部和轉子鐵芯內徑之間的距離，ML和 MW 分別是一極的PM 厚度和寬度。可以映射峰值扭矩與 PL 和 PW 的關系，并且優化。 雖然峰值扭矩最大值可以通過減小 PW 厚度，PM是容易發生不可逆退磁的如果PW太小。或者，隨著 PW 的增加和且橫截面積保持不變，最大峰值扭矩減小。 因此，厚度PM不應太小或太大。

通量密度分布

典型的磁通密度分布和磁通線從有限元分析軟件獲得如下所示。電機的性能高度依賴于轉子疊片區域的飽和度，如下面所描述的。

結構考慮

評估 IPM 的結構完整性是設計和優化過程中的關鍵步驟。分析的目的是計算結構關鍵區域內的應力分布。 IPM轉子中隔磁橋的機械應力主要是因為每個磁鋼的離心力產生。因此，需要建立離心率的計算方法。 徑向和切向電磁力（見典型下面的分布）必須考慮在內，特別是在重電氣負載下。 這些力可以從有限元分析中獲得。

硅鋼片的徑向變形很大與磁鋼內壁施加的張力有關； 而切向變形主要受，磁鋼外側張力的影響。 因此，徑向剛度和切向剛度可以分別單獨通過考慮磁鋼內側或外側。 此外，由于硅鋼片的變形被認為是局部的，假設幾何不規則性遠離隔磁橋和磁鋼的區域接觸不會有太大影響。

應力和變形

獲得的典型應力和變形圖來自 FEA 軟件的如下所示。 顯示電機高度依賴于飽和度描述的轉子疊片區域的水平更多。

典型材料特性

【免責聲明】本文部分資料摘自網絡平臺，版權歸原作者所有，僅用于技術分享與交流，非商業用途！若有涉及版權等請告知，將及時修訂刪除，謝謝大家的關注！