通過(guò)永磁電機(jī)的磁路計(jì)算，利用有關(guān)公式對(duì)初始設(shè)計(jì)方案進(jìn)行性能校核，判斷所得的計(jì)算結(jié)果與電機(jī)性能要求之間的誤差是否在允許的范圍內(nèi)。

磁路設(shè)計(jì)的過(guò)程

1、電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)通常給定下列數(shù)據(jù)(性能要求)：

1)額定功率2)額定電壓3)相數(shù)及相間的連接方式；

4)額定頻率；5)額定轉(zhuǎn)速或同步轉(zhuǎn)速；6)額定功率因數(shù)等。

2、電機(jī)設(shè)計(jì)流程

1)準(zhǔn)備階段：收集資料，即相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、相近的電機(jī)技術(shù)資料包括試驗(yàn)數(shù)據(jù)。在分析資料的基礎(chǔ)上編制技術(shù)任務(wù)書(shū)。

2)電磁設(shè)計(jì)：根據(jù)技術(shù)任務(wù)書(shū)的規(guī)定，進(jìn)行電磁計(jì)算，確定所設(shè)計(jì)的電機(jī)的沖片尺寸、鐵心長(zhǎng)度及電磁性能。

3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：確定電機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)、零部件尺寸、加工要求與材料的規(guī)格等。

?磁路設(shè)計(jì)是根據(jù)對(duì)磁場(chǎng)的要求，合理地選擇磁路的參數(shù)和材料，設(shè)計(jì)出工藝上可行、特性滿足要求、經(jīng)濟(jì)性好、能充分發(fā)揮材料性能的磁路。

?對(duì)于給定的磁路，可以唯一地得到其磁路特性。

?若給定磁路特性的要求，則可能有多個(gè)磁路滿足要求，而設(shè)計(jì)的目的就是找到一個(gè)滿足要求的磁路

初步確定磁路結(jié)構(gòu)

轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)不同，則電機(jī)的運(yùn)行性能、控制系統(tǒng)、制造工藝和適用場(chǎng)合也不同。根據(jù)永磁體在轉(zhuǎn)子上的位置不同，永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)通常分為兩種：表貼式和內(nèi)置式。

1)表貼凸出式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)

其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本較低，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小，多用于矩形波永磁同步電動(dòng)機(jī)和恒功率運(yùn)行范圍不寬的永磁同步電動(dòng)機(jī)。

2)表貼插入式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)

這種結(jié)構(gòu)可充分利用轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)磁路的不對(duì)稱性所產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩，提高電機(jī)的功率密度。制造工藝也較簡(jiǎn)單。通常用于某些調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)中。

另外還有內(nèi)置式和內(nèi)置混合式：

確定各部分磁路的尺寸和材料

永磁體及其性能多種多樣，如何選擇合適的永磁材料直接關(guān)系到電機(jī)的性能和經(jīng)濟(jì)性。永磁體的選擇應(yīng)滿足以下要求：

永磁體應(yīng)能在指定的工作空間內(nèi)產(chǎn)生所需要的磁場(chǎng)；

永磁體所建立的磁場(chǎng)應(yīng)具有一定的穩(wěn)定性，磁性能隨工作溫度和環(huán)境的變化應(yīng)在允許范圍內(nèi)；

具有良好的耐腐性性能；

具有較好的力學(xué)特性，韌性好、抗壓強(qiáng)度高、可加工等；

價(jià)格合理，經(jīng)濟(jì)性好永磁體材料的選擇。

?鐵氧體：適合于對(duì)電機(jī)體積、重量和性能要求不高，而對(duì)電機(jī)的經(jīng)濟(jì)性要求高的場(chǎng)合。

?鋁鎳鈷：適合于對(duì)電機(jī)體積、重量和性能要求不高，但工作溫度超過(guò)300度或要求溫度穩(wěn)定性好且電機(jī)的成本不高的場(chǎng)合。

?釹鐵硼：適合于對(duì)電機(jī)體積、重量和性能要求很高，工作環(huán)境溫度不高，對(duì)永磁體溫度穩(wěn)定性要求不高的場(chǎng)合。

?稀土鈷：適合于對(duì)電機(jī)體積、重量和性能要求很高，工作環(huán)境溫度高，要求溫度穩(wěn)定性好，制造成本不是主要考慮因素的場(chǎng)合。

?粘結(jié)永磁材料：適合批量大、磁極形狀復(fù)雜、電機(jī)性能要求不高的場(chǎng)合。

永磁體尺寸的選擇：

?在設(shè)計(jì)電機(jī)時(shí)，為了充分利用永磁材料，縮小永磁體和整個(gè)電機(jī)的尺寸，應(yīng)力求用最小的永磁體體積在氣隙中建立起具有最大的磁能的磁場(chǎng)。

?為分析簡(jiǎn)明起見(jiàn)，這里取退磁曲線為直線的永磁材料著手分析。設(shè)永磁體提提供的磁通為Φ，磁動(dòng)勢(shì)為F，則磁能為

從而，得到永磁體的體積(cm3)

采用等效磁路計(jì)算方法計(jì)算該磁路的特性判斷誤差是否在允許范圍內(nèi)

?采用等效磁路法，將電機(jī)空間內(nèi)存在的不均勻分布的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)化成等效的多段磁路，并近似認(rèn)為在每段磁路中磁通沿截面和長(zhǎng)度均勻分布，將磁場(chǎng)的計(jì)算轉(zhuǎn)化為磁路的計(jì)算，然后用各種系數(shù)來(lái)進(jìn)行修正，是各段磁路的磁位差等于磁場(chǎng)中對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的磁位差。通過(guò)積累一定的經(jīng)驗(yàn)，取得各種實(shí)際的修正系數(shù)后，其計(jì)算精度可以滿足工程實(shí)際的需要。

?通過(guò)永磁電機(jī)的磁路計(jì)算，利用有關(guān)公式對(duì)初始設(shè)計(jì)方案進(jìn)行性能校核，判斷所得的計(jì)算結(jié)果與電機(jī)性能要求之間的誤差是否在允許的范圍內(nèi)。若在允許范圍內(nèi)，則磁路設(shè)計(jì)完成；反之，則需要調(diào)整磁路的尺寸、材料、磁路結(jié)構(gòu)等，直至得到合理的磁路。