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定子電流與永久磁鐵轉(zhuǎn)子磁通的距角特性的理論值為虛線所示的正弦波，此曲線疊加上齒槽轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的四次諧波，合成為粗線描述的畸變轉(zhuǎn)矩曲線，距角特性畸變，則成為非正弦波，引起位置定位精度變差，振動和噪音變大。齒槽轉(zhuǎn)矩的相位由定子與轉(zhuǎn)子齒相對位置關(guān)系決定，定子與轉(zhuǎn)子齒的微小位置偏移，使各齒產(chǎn)生的四次諧波的相位發(fā)生微小變化，起到互相抵消的作用，從而減小齒槽轉(zhuǎn)矩。

通過對比有限元結(jié)果(Maxwell_FEA)及Simplorer/TwinBuilder中的ECE模型計算的三相電流、輸出轉(zhuǎn)矩結(jié)果?？芍惦A后的ECE模型精度與有限元結(jié)果幾乎一致。三相電流結(jié)果對比輸出轉(zhuǎn)矩結(jié)果對比 對負載轉(zhuǎn)矩進行對比得到如下結(jié)果。

從正常和故障情況下電機的空載特性對比來看，當電機空載運行時，不可逆失磁發(fā)生的位置及失磁程度不相同時，空載反電動勢的幅值E0在失磁故障狀態(tài)下都是減少的，同時進一步分析得到隨著故障程度的增加，反電勢的正弦總諧波畸變率THD有所增加。但因磁極仍然對稱，且采用分布短矩繞組，電勢波形仍然保持較好的正弦性。

求解計算：選擇合適的求解器（如低頻交流磁場求解器）進行計算，Maxwell 會根據(jù)設定的參數(shù)和模型進行電磁場的數(shù)值求解。后處理分析：通過后處理功能，生成電機內(nèi)部磁場分布的云圖（如下圖所示），可以清晰地看到磁力線在定子和轉(zhuǎn)子之間的分布情況。提取電磁轉(zhuǎn)矩、損耗等關(guān)鍵性能參數(shù)，分析不同負載條件下電機的運行特性。

，這個功能對于Maxwell軟件來說，操作也是相同的。

圖1 永磁同步電動機基本向量圖根據(jù)圖1的向量關(guān)系及永磁同步電動機的電磁原理，得到電磁轉(zhuǎn)矩Te的計算公式如下：(2)式中：p為極對數(shù)；β為弱磁角；ψf為永磁磁鏈；Ia為定子電流；從式(2)中可以看出，內(nèi)置式永磁同步電動機電磁轉(zhuǎn)矩由永磁轉(zhuǎn)矩和磁阻轉(zhuǎn)矩兩部分組成。永磁轉(zhuǎn)矩與弱磁角成余弦關(guān)系，且與勵磁磁鏈成正比；而磁阻轉(zhuǎn)矩與兩倍弱磁角成正弦關(guān)系，還與交直軸電感之差成正比。

此外，AFPM電機的空載反電勢諧波含量較少，波形正弦性較好；但AFPM電機也存在齒槽轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)矩波動較大的缺點，對電機的振動、噪聲產(chǎn)生較大影響。

利用 軟 件 An-soft / Maxwell 2D 模塊進行無刷直流電機模型的建立的步驟為：①打開 Maxwell 2D 模塊界面，確定電機的求解環(huán)境。②利用 AutoCAD 作圖軟件，畫出電機的模型 ( 包括定子、轉(zhuǎn)子、永磁體、繞組等），將畫好的模型導入到 Maxwell 2D中，如圖２所示。③利用軟件的自帶材料或者自定義材料給電機的各部分添加材料。

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同時對比分析轉(zhuǎn)子開輔助槽以及針對一階齒諧波的轉(zhuǎn)子分段斜極方法對齒槽轉(zhuǎn)矩和電磁力波的影響。 2.1氣隙磁密優(yōu)化分析 2.1.1轉(zhuǎn)子開輔助槽 降低氣隙磁密諧波、提高氣隙磁密的正弦度是抑制電磁力波的關(guān)鍵因素。由于電樞槽的影響，內(nèi)置式PMSM的氣隙磁密會存在一個不飽和區(qū)域，改變不飽和區(qū)域的寬度，可以提高氣隙磁密正弦度。

一般如果有三相電源的地方盡量采用三相電機，因為同樣功率的三相電機比單相電機體積小，重量輕，噪音小，價格低，轉(zhuǎn)矩高等優(yōu)點。

UDP腳本，一勞永逸腳本開發(fā)案例基于Workbench的多物理場仿真流程— Maxwell2D:計算電機負載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩脈動— DesignModeler:幾何模型處理— Staticstructure:計算轉(zhuǎn)子隔磁橋最大離心應力設置Maxwell設置在Maxwel中使用UDP建立轉(zhuǎn)子幾何參數(shù)化模型在DefaultDesignXplorerSetup

在圖15(a)中，內(nèi)轉(zhuǎn)子為圓形時，正弦波周期數(shù)Pw=1；在圖15(b)中，內(nèi)轉(zhuǎn)子為橢圓形時，正弦波周期數(shù)Pw=2；在圖15(c)中，其正弦波周期數(shù)Pw=3。圖15 磁性諧波齒輪結(jié)構(gòu)圖Li Kang研究了采用聚磁式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的磁場諧波齒輪[36]，傳動比為25∶1。經(jīng)諧波分析與有限元仿真驗證，其轉(zhuǎn)矩密度可以達到291 kN·m/m3。

Prius2004永磁同步電機設計報告：： 磁路法、maxwell有限元法、MotorCAD溫仿真、應力分析。(內(nèi)容比較完善，用于很需要的朋友，不支持講解，等額外服務哈。)內(nèi)容：1.Excell設計程序，可以了解這個電機是怎么設計出來的，已知功率轉(zhuǎn)矩等，計算電機的體積，疊厚，匝數(shù)等。2.Maxwell參數(shù)化仿真模型：可以學習參數(shù)化仿真模型，有限元結(jié)果可查看。3.