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軸向磁通永磁同步電機仿真分析 01 案例背景 軸向磁通永磁同步電機也稱盤式永磁電機，因其圓盤式的結構，加大了磁場作用面積，使得效率更高，大多呈現(xiàn)直徑較大，軸向尺寸很薄的特點，應用在電梯領域、商用車公交車領域、工程機械領域、發(fā)電機組領域、增程器領域、軍工及航空航天領域等等。

軸向磁通電機仿真APP可軸向磁通電機仿真計算，得到電機的磁密云圖、磁密矢量、磁鏈、反電動勢、齒槽轉矩等結果。

基于等效磁路法確定電機基本尺寸，采用電磁場三維有限元分析方法對電機電磁場、氣隙磁密、齒槽轉矩進行分析計算，計算結果符合電機設計要求。最后對樣機試驗負載特性數(shù)據(jù)與有限元值進行對比，一致性滿足要求，驗證有限元仿真結果可靠性，該軸向磁通永磁同步電動機已經(jīng)應用在某新能源汽車中，該項目的研究為軸向磁通永磁電機在汽車驅動電機領域的設計開發(fā)提供一定參考價值。

但兩種拓撲結構電機的磁通路徑方向卻不同，AFPM電機整個磁通路徑的方向為先軸向、后經(jīng)定子軛部周向閉合，隨后軸向方向向S極閉合，最終經(jīng)轉子盤周向進行閉合構成整個回路；RFPM電機的磁通路徑方向為先徑向、后經(jīng)定子軛部周向閉合，隨后徑向方向向S極閉合，最終經(jīng)轉子鐵心周向進行閉合構成整個回路。

最后對樣機試驗負載特性數(shù)據(jù)與有限元值進行對比，一致性滿足要求，驗證有限元仿真結果可靠性，該軸向磁通永磁同步電動機已經(jīng)應用在某新能源汽車中，該項目的研究為軸向磁通永磁電機在汽車驅動電機領域的設計開發(fā)提供一定參考價值。

磁力線垂直于氣隙面，與轉軸方向平行，稱為軸向氣隙磁通。1單一盤式結構單一盤式結構簡單，要解決軸向力不平衡問題，轉矩密度不是很大，應用場合多用于發(fā)電機。

一、軸向磁通電機：引領電機技術的“扁平革命” 在電機技術領域，一場靜悄悄的“扁平化革命”正在興起，軸向磁通電機以其獨特的磁場路徑設計，正成為新能源汽車、高端機器人等領域的顛覆性技術。1、軸向磁通電機的顛覆性優(yōu)勢軸向磁通電機將傳統(tǒng)圓柱形電機“壓扁”成圓盤狀，磁通方向平行于旋轉軸，沿軸向穿越定子和轉子構成的平面氣隙。

軸向磁通電機仿真APP可軸向磁通電機仿真計算，得到電機的磁密云圖、磁密矢量、磁鏈、反電動勢、齒槽轉矩等結果。 APP計算：軸向磁通電機仿真計算 - Simapps Store - 工業(yè)仿真APP商店 3、三相感應電機仿真APP 三相感應電機是一種具有啟動性能好、運行平穩(wěn)、維護方便、小型輕量、絕緣等級高等優(yōu)點的電機。

從圖中可看出是12槽24級的電機，中間有斜著繞的線圈繞組，那么就確定了需要仿真的參數(shù)，就可以開始在ANSYS軟件中建立軸向磁場電機的3d模型。線圈是呈角度放置的經(jīng)過多次的仿真和驗算，終于得到一些這種正反旋轉軸向磁通的關鍵數(shù)據(jù)，各個零部件的尺寸、磁鋼的厚度、繞組的匝數(shù)、電流密度等等關鍵性能的參數(shù)確定。那么下面就開始耗錢耗精力的制作過程了。等等！想明白做這個有什么用了沒？

軸向磁通電機具有以下幾個優(yōu)勢：1、高效率：軸向磁通電機具有高效率，因為它可以直接產生軸向力，無需再進行轉換；2、高功率密度：軸向磁通電機具有高功率密度，在同等體積、重量的傳統(tǒng)電機下軸向磁通電機具有的功率較高。3、低噪聲：軸向磁通電機因為其結構簡單，噪聲低。

點擊鏈接查看內容：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/183054112.新能源汽車用軸向磁通電機設計與分析主要內容：軸向磁通電機結構介紹、軸向磁通電機電磁方案設計（電機技術要求、電機主要尺寸確定、電機主要材料選型、 永磁體結構設計、永磁體厚度選擇、定子沖片的設計）、電機模型的建立、電機有限元分析（ 電機磁場分析、氣隙磁密分析、空載反電動勢分析

2025-2035 年全球電動車電機賽道規(guī)模有望破千億美元，年均復合增速超 12%，永磁電機仍占主流，去稀土化、軸向磁通落地等成核心方向。2025 年中國電機裝機 627.1 萬套同比增 30.6%，均價降 34%，800V+SiC 方案溢價顯著，還首次批量出口歐洲。弗迪、特斯拉等 TOP5 企業(yè)各展技術優(yōu)勢，行業(yè)已進入 “拼技術” 階段。

同時，它產生切向力矩和軸向力，引起切向振動和軸向振動。在很多場合，如電機不對稱或單相電機中，所產生的切向振動很大，容易引起與電機相連的部件共振，產生輻射噪聲。為了計算電磁噪聲，并分析和控制這些噪聲，必須知道他們的來源，即產生振動和噪聲的力波。為此，通過氣隙磁場的分析，進行電磁力波的分析。

圖1 二維電磁場模型 在額定工況下，永磁有刷直流電機額定功率為300 W，額定轉速為3 000 r/min，電壓10 V、電流為14 A，周期為0.017 s，每個周期計算100步，計算2個周期，求解時間為0.034 s，時間步長為0.000 17 s。 圖2為永磁無刷直流電機的磁通密度和麥克斯韋爾應力仿真模型，可以看出，最大磁通密度主要分布在定子與永磁體接觸的四個端部位置。

對于軸向結構分布不一致的情況，如斜槽、斜極，可軸向分段計算繞組感應電勢、氣隙磁通密度諧波、氣隙磁力密度諧波、單邊磁拉力諧波、電磁轉矩諧波、齒槽轉矩諧波。對不同負載工況、不同運行轉速條件均可計算和分析。計算完畢后，無需進行手工后處理工作，自動輸出顯示時域圖、頻域圖、曲線圖、云圖、柱狀圖、數(shù)據(jù)表格、理論解析公式說明表單、結論表單。

對比兩者磁化曲線可知，硅鋼材料的飽和磁通密度（簡稱“磁密”）約為1.80 T，非晶合金的飽和磁通密度約為1.44 T，在相同磁場強度情況下，非晶合金對應的磁通密度小于硅鋼材料的磁通密度。

比如徑向 4 階模態(tài)，當軸向模態(tài)為 0 階時，頻率為 2083 Hz，當軸向模態(tài)為 1 時，頻率為 2773 Hz。

相比徑向磁通電機，軸向磁通電機具有更高的功率密度和比轉矩，因此可提供更優(yōu)化、更高效的替代方案，而且，其還帶來了其他優(yōu)勢，包括節(jié)省空間和重量、高效率以及提高耐用性，從而實現(xiàn)可靠的產品使用壽命。

：斜槽電機和軸向磁通。