稀土永磁同步电机之永磁体最佳工作点的应用

    从永磁体最佳工作点出发，可以大致估算电机中永磁体最佳利用时外滋路尺寸和水磁体之间的关系．由式（3-37）和（3-29 )得。由上两式可以看出，为了求得永磁体的最佳利用，必须正确选择永磁体尺寸、外磁路的结构和尺寸以及两者之间的配合关系。以上分析的是理想情况，在实际应用时要受到其他因素的制约，有时就不得不偏离最佳工作点，例如：

1）当退磁曲线具有拐点时，首先要进行最大去磁工作点（b . ,低、）的校核，使其高于退磁曲线（或回复线）的拐点（b二h . )，即。编＞b．或坑。＜h 。，并留有充分余地，以防止水磁体产生不可逆退磁．在保证不失磁的前提下迫求尽可能大（通常不是最大）的有效磁能。

2）水磁体的最佳利用不一定导致电机的最佳设计，因为影响电机设计的因素除永磁体尺寸外，还要考虑结构、工艺和某些性能的特殊要求。因此在设计电机时首先着眼于最佳电机设计，有时只好放弃水磁体的最佳利用。一般取，这需要根据对电机的具体要求，经过方案比较后确定。

2.永磁体体积的估算

设计普通电励磁电机时，通常先根据待设计电机的技术经济性能要求和设计经验选择合适的电滋负荷A 、 BJ值，而后计算确定电机的主要尺寸。但是，水磁电机的气隙磁通密度B，是由永磁材料性能、磁路结构形式、永磁体体积和尺寸以及外磁路的材质和尺寸决定的．难以象电励磁电机那样进行选择。因此．设计永磁电机时，在选择永磁材料牌号和磁路结构形式后要先确定永磁体的体积和尺寸。而且稀土水磁的价格很贵，单位输出功率所需水磁体体积通常是衡量电机设计优劣的重要指标之一。因此，需要分析永磁体体积的确定与哪些因素有关。

下面以隐极永磁同步电机为例，运用前面介绍的磁路计算方法和概念，具体推导计算永磁体体积的公式。

从式（361）可以看出：

l）水磁体体积与水磁材料的最大磁能积和磁能利用系数有关，最大磁能积越大，体积越小；磁能利用系数越大，体积越小利用情况最好。必须指出的是，磁能利用系数C是电机空载时磁感应强度标么值纵。与电机短路时退磁磁场强度标么值概，的乘积，并不是同一工作点的二者乘积。设计时需要根据电机性能的要求，从电机最佳设计出发选择合适的c值。一般。

2）永磁体体积与电压系数K 。成反比，即永磁发电机的外特性越硬，所需的永磁体体积越大。因此对永磁同步发电机外特性的要求应该适当，要求过严将大大增加水磁体用量。

3）永磁体体积与漏磁系数成正比，为了减少水磁体用量，应尽可能减少漏磁系数。 0 、 K曰、 K；、 K．和K 。均在一定范围内，变化不大设计时可根据给定的额定容量尸，和频率f，根据选用永磁材料的最大磁能积（Bll ) m 。和预计磁能利用系数C，就可以估算出所需永磁体的体积．在实际选用时，尚需留出适当的余量，一般可加大2 。％左右水磁体的长细比h协／A，选择也非常重要，从式（3 50）可以看出，它的选择及外磁路尺寸的配合关系将影响合成磁导标么值几，影响永磁体工作点的位置．即决定水磁体磁能的利用程度。同时，水磁体的尺寸受转子等其他结构尺寸的制约，臼影响极弧系数的大小，也就影响转子漏磁倩况。设计时要综合考虑多方面的因素，进行分析比较后确定。