1、電機設計 第三講電機內的磁場與磁路計算2011.9.22講課人：邢偉提 要1、電機的磁路計算的基本原理2、電機內的磁場初步3、電機各部分磁路的計算氣隙齒部與軛部等鐵磁材料繞組端部和磁極的漏磁路07 七月 202221、電機的磁路計算的基本原理一、磁通管原理 31、電機的磁路計算的基本原理二、安培環(huán)路定律（全電流定律） 沿著任何一條閉合回路L，磁場強度H的線積分恰好等于該閉合回線所包圍的總電流值。若沿回線L，磁場強度H處處相等，假設閉合回路所包圍的總電流由通過電流i的N匝線圈所提供41、電機的磁路計算的基本原理三、磁路的歐姆定律定義：磁動勢（安匝數(shù)）磁阻，A/Wb磁導，Wb/A51、電機的磁路計

2、算的基本原理四、磁路的基爾霍夫第一定律（磁通連續(xù)性定律）：穿出（或進入）任一閉合面的總磁通量恒等于零進入任何閉合面的磁通量恒等于穿出該閉合面的磁通量61、電機的磁路計算的基本原理五、磁路的基爾霍夫第二定律：沿任何閉合磁路的總磁動勢恒等于各段磁位降的代數(shù)和71、電機的磁路計算的基本原理六、磁電類比82、電機內的磁場初步參見電機的電磁場分析結果93.1 磁路計算的假設條件和思路假設1假設定、轉子之間相對不動，經過磁極與齒中心線（或齒與齒中心線相對位置）取計算回路103.1 磁路計算的假設條件和思路假設2忽略鐵磁材料的磁滯、渦流對磁場分布的影響113.1 磁路計算的假設條件和思路假設3將電機內實際存

3、在于各部分磁路中的磁場化分為數(shù)段等效磁路（磁通管）等效就是場化為路后，各段磁路的磁壓降等于磁場中對應點之間的磁壓降；通常將空間不均勻分布的磁場化成磁通沿截面和長度上均勻分布的磁路，即磁通管。123.1 磁路計算的假設條件和思路磁路計算的思路1、先根據(jù)假設條件將電機內的磁路分段：（空）氣隙 材料為線性齒/電勵磁磁極 材料為導磁材料，非線性軛部 材料為導磁材料，非線性永磁極 材料為硬磁材料，多數(shù)情況下位線性2、利用磁路定律列寫各段的磁壓降和磁通密度的關系式，該關系式是磁路尺寸參數(shù)和材料特性的函數(shù)。3、修正磁場簡化為磁路過程中帶來的偏差，給出磁壓降和磁通密度關系式的修正公式。133.2 空氣隙磁路計

4、算基本思路：在已知每極氣隙磁通和磁路幾何尺寸的情況下，計算空氣隙的磁壓降可以歸結為確定計算極弧系數(shù)、電樞的計算長度以及氣隙系數(shù)（或卡特系數(shù)）的數(shù)值。假設電機電樞表面光滑，氣隙均勻，給出計算極弧系數(shù)的計算公式，引入一些修正公式，來考慮氣隙不均勻（削角、偏心）的影響引入修正公式來考慮鐵心邊緣效應和定、轉子徑向通風道對軸向長度的影響引入氣隙系數(shù)來修正定、轉子鐵心開槽對氣隙磁場的影響?？ㄌ叵禂?shù)143.2 空氣隙磁路計算153.2 空氣隙磁路計算計算極弧系數(shù)對削角、偏心的修正163.2 空氣隙磁路計算Lef的修正173.2 空氣隙磁路計算卡特系數(shù)對開槽的影響的修正183.3 齒、軛部的磁路計算齒部、軛部

5、的計算主要考慮兩個因素：a. 由于飽和引起的磁阻變化；b. 由于磁路寬度不均勻引起的磁路段內磁通分布不均勻的影響。由于飽和引起的磁阻變化的解決辦法：試探法由于磁路寬度不均勻引起的磁路段內磁通分布不均勻的影響的解決辦法：近似等效，如辛普生公式、梯形近似等。其實質是用一個均勻磁場強度代替實際上不均勻分布的磁場強度。例如，非平行齒中的磁路計算和齒聯(lián)軛中的磁路計算。 193.3 齒部、軛部的磁路計算飽和齒部的等效和修正203.3 齒部、軛部的磁路計算213.3 齒部、軛部的磁路計算223.4 磁極漏磁、漏磁系數(shù)23課后習題（4選2）磁路計算的一般步驟是什么？磁路計算中主要采用了哪些等效/簡化方法，每種方法是用來解決什么問題？參考唐任遠現(xiàn)代永磁電機設計列寫某個永磁直流電機的磁路計算方程參考唐任遠現(xiàn)代永磁電機設計列寫某個永磁同步電機的磁路計算方程24總結07 七月 2022磁路計算的基本原理