计算漏磁系数和等效气隙磁通密度计算系数有何意义
永磁电机漏磁系数
永磁电机漏磁系数
永磁电机漏磁系数是指永磁电机在运行过程中所产生的磁场与其理论磁场之间的差异。
漏磁系数的大小直接影响着永磁电机的效率和性能。
在设计和制造永磁电机时，减小漏磁系数是提高电机效率和性能的关键。
为了降低永磁电机的漏磁系数，首先需要优化电机的磁路结构。
合理的磁路设计可以减小磁场的漏磁现象，提高磁场利用率。
通过改变永磁体的形状和尺寸，以及调整定子和转子的间隙，可以减小漏磁现象，提高电机的效率。
选择合适的磁性材料也可以降低漏磁系数。
永磁电机常用的磁性材料有钕铁硼和钴磁钢等。
这些材料具有高磁导率和低磁阻，可以减小磁场的漏磁现象，提高电机的效率。
合理的绕组设计也是降低漏磁系数的关键。
通过合理布置绕组，减小绕组的电阻和电感，可以减小漏磁现象，提高电机的效率。
在实际应用中，还可以通过改变电机的工作条件来降低漏磁系数。
例如，减小电机的负载和提高电机的额定转速，可以减小漏磁现象，提高电机的效率。
降低永磁电机的漏磁系数是提高电机效率和性能的关键。
通过优化磁路结构、选择合适的磁性材料、合理设计绕组以及改变工作条件，可以有效降低漏磁现象，提高电机的效率。
这将有助于推动永磁电
机在各个领域的广泛应用，为人类的生活和工作带来更多的便利和效益。
漏磁检测技术讲解
漏磁检测技术1.概述电磁检测是十分重要的无损检测方法，应用十分广泛。
当它与其它方法结合使用时能对铁磁性材料的工件提供快捷且廉价的评定。
随着技术的进步，人们越来越注重检测过程的自动化。
这不仅可以降低检测工作的劳动强度，还可提高检测结果的可靠性，减少人为因素的影响。
漏磁检测方法是一项自动化程度较高的磁学检测技术，其原理为:铁磁材料被磁化后，其表面和近表面缺陷在材料表面形成漏磁场，通过检测漏磁场来发现缺陷。
从这个意义上讲，压力容器检测中常用的磁粉检测技术也是一种漏磁检测，但习惯上人们把用传感器测量漏磁通的方法称为漏磁检测，而把用磁粉检测漏磁通的方法称为磁粉检测，且将它们并列为两种检测方法。
磁粉检测只能发现表面和近表面裂纹缺陷，而且检测时需要表面打磨，仅适合工件停产的检测；漏磁检测除能发现表面和近表面裂纹的缺陷外，还可从外部发现工件内部的腐蚀坑等缺陷，而且不需要对工件表面进行打磨处理，适用于工件在线检测。
而工件在线检测是目前用户最急需的方法，它可以减少不必要的停车，降低检验成本。
另外，漏磁检测还能对缺陷深度和长度等进行定量。
虽然目前在工件检测中，漏磁检测技术的应用较少，但它具有磁粉检测所不具备的优点，所以其应用前景非常广阔。
2漏磁检测的原理及特点利用励磁源对被检工件进行局部磁化，若被测工件表面光滑，内部没有缺陷，磁通将全部通过被测工件；若材料表面或近表面存在缺陷时，会导致缺陷处及其图1 漏磁检测原理图附近区域磁导率降低，磁阻增加，从而使缺陷附近的磁场发生畸变(图1)，此时磁通的形式分为三部分，即①大部分磁通在工件内部绕过缺陷。
②少部分磁通穿过缺陷。
③还有部分磁通离开工件的上、下表面经空气绕过缺陷[z1。
第3部分即为漏磁通，可通过传感器检测到。
对检测到的漏磁信号进行去噪、分析和显示，就可以建立漏磁场和缺陷的量化关系，达到无损检测和评价的目的。
由于漏磁检测是用磁传感器检测缺陷，相对于磁粉、渗透等方法，有以下优点：(1)易于实现自动化漏磁检测方法是由传感器获取信号，然后由软件判断有无缺陷，因此非常适合于组成自动检测系统。
第九章 磁路计算
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§9-2 直流磁路方程
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§9-2 直流磁路方程
（3）漏磁系数的定义
式中 φ0是通过铁芯底部的总磁通。 φ0是通过铁芯底部的总磁通。 是通过铁芯底部的总磁通
φ0 φδ ＋φl φl σ= ＝ ＝1＋ φδ φδ φδ
由于主磁通Φδ与全部漏磁通Φl均要通过铁心底面，故在x=0处 由于主磁通Φδ与全部漏磁通Φl均要通过铁心底面，故在x=0处， Φδ与全部漏磁通Φl均要通过铁心底面 x=0 而在铁心顶端，只有主磁通通过，故在x=li x=li处 Φx=Φ0=Φδ+Φl ；而在铁心顶端，只有主磁通通过，故在x=li处， Φx=Φδ ；
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§9-2 直流磁路方程
（1）根据Φ求得B值，并通过磁化曲线查得H值； 根据Φ求得B 并通过磁化曲线查得H （2）利用磁导计算公式，求Λδ和Rδ； 利用磁导计算公式， Λδ和 （3）运用公式，求线圈磁势IN。 运用公式，求线圈磁势IN。 IN 2、反任务：——简称“已知IN，求Φδ”。 反任务：——简称“已知IN， Φδ”。 简称 IN 已知电磁系统激磁线圈的磁势IN，计算气隙磁通Φδ，再求出Fx， 已知电磁系统激磁线圈的磁势IN，计算气隙磁通Φδ，再求出Fx， IN Φδ Fx 并利用配合关系判定吸力－反力特性是否合格，以及电器的经济型如何。 并利用配合关系判定吸力－反力特性是否合格，以及电器的经济型如何。
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§9-2 直流磁路方程
2、漏磁系数法： 漏磁系数法： 以单U拍合式直流电磁铁为例。（1 原理：利用漏磁系数σ 以单U拍合式直流电磁铁为例。（1）原理：利用漏磁系数σ进行计 。（ 算。（2）示意图：见下页。 。（2 示意图：见下页。 ）：表示线圈磁通势 IN） 与铁心高度x的关系曲线。其中， 表示线圈磁通势（ 图 b）：表示线圈磁通势（IN）x与铁心高度x的关系曲线。其中， 磁通势沿铁心分布。设铁心底面的x=0，与漏磁交链的磁势为0 磁通势沿铁心分布。设铁心底面的x=0，与漏磁交链的磁势为0；铁心 x=0 顶面的x=li，与漏磁交链的磁势为IN。 顶面的x=li，与漏磁交链的磁势为IN。 x=li IN ）：表示铁心中线圈磁通势Φx与铁心高度 的关系曲线。 表示铁心中线圈磁通势Φx与铁心高度x 图 c）：表示铁心中线圈磁通势Φx与铁心高度x的关系曲线。
永磁电动机磁路计算中主要系数有限元分析
而本文认为 , 当电机旋转时 , 极间漏磁会随定 、转 子相对位置的变化而有所差异 。在转子齿中心线对
准极间时 , 漏磁最少 ; 而在槽中心线对准极间时 ,
漏磁最多。因此 , 需分别计算这 2种不同位置下的
极间漏磁 , 然后取平均值作为极间漏磁系数 。
通过磁场有限元计算 , 可得场域中各点的矢
量磁位 , 计算出当转子齿中心线对准极间时的漏
图 5 端部磁场计算
在图 5 ( a)中 , 边 AB 为永磁直流电机中心段 面 , 边 B C为转子铁心内径 , 边 DC 为右端面 , 边 AD 为永磁体外径 , F点为电枢绕组的端点 , 边 AB 为第一类边界条件 , 边 B C、CD、AD 均为第二类 齐次边界条件 。
用矢量磁位求解 , 计算出的磁场分布如图 5 ( b)所示 。则端部漏磁系数可由式 (10)计算 :
模型 。当磁极中心线对准转子齿中心线时 , 端部
漏磁最少 , 气隙长度采用实际的气隙长度 ; 当磁
极中心线对 准转子 槽中 心线 时 , 端 部漏 磁最 多 ,
气隙长度则采用等效气隙长度 。而等效气隙长度
等于气隙系数乘上实际的气隙长度 。
根据计算出的各点的矢量磁位值 , 计算出端
Байду номын сангаас
部漏磁系数为 σ2′; 改气隙长度为等效气隙长度 ,
永磁电动机磁路计算中主要系数有限元分析 辛 懋 , 等
中图分类号 : TM351 文献标志码 : A 文章编号 : 100126848 (2009) 0720001204
永磁电动机磁路计算中主要系数有限元分析
辛 懋 , 韩 力 , 赵 斌 , 罗辞勇
(重庆大学 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室 , 重庆 400044)
磁滞回线参数的物理意义
磁滞回线参数的物理意义磁滞回线是描述铁磁材料磁化过程的重要特性曲线，它反映了铁磁材料在交变磁场作用下的磁化行为。
本篇文章将详细探讨磁滞回线各个参数的物理意义。
1.饱和磁通密度（Bs）饱和磁通密度是指铁磁材料在饱和状态下的磁通密度。
当外加磁场增大到一定值时，铁磁材料的磁化强度将达到饱和状态，此时对应的磁通密度即为饱和磁通密度。
饱和磁通密度反映了铁磁材料在饱和状态下的磁化能力。
2.剩磁磁通密度（Br）剩磁磁通密度是指在磁滞回线中，铁磁材料在正向最大磁场下的剩余磁通密度。
当外加磁场减小到零时，铁磁材料中保留的部分磁通密度即为剩磁磁通密度。
剩磁磁通密度反映了铁磁材料在磁场变化过程中所保留的磁化强度。
3.矫顽力（Hc）矫顽力是指为了使铁磁材料的磁化强度完全消失所需施加的反向磁场强度。
矫顽力反映了铁磁材料保持磁化状态的能力，是衡量铁磁材料性能的重要参数。
4.最大磁能积（(BH)max）最大磁能积是指在磁滞回线中，铁磁材料在正向最大磁场和反向最大磁场下的储能密度之差的最大值。
它反映了铁磁材料在磁场变化过程中的储能能力。
5.矩形比（(BH)r）矩形比是指磁滞回线所包围的面积与正向最大磁场和零场点之间的水平轴线之间的面积之比。
它反映了铁磁材料在交变磁场作用下的响应特性，是衡量铁磁材料性能的重要参数。
6.损耗（P）损耗是指在交变磁场作用下，铁磁材料内部产生的热量或能量损失。
它主要包括磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗等部分，反映了铁磁材料在交变磁场作用下的能量转换效率。
7.滞后角（θ）滞后角是指在实际磁滞回线与正向最大磁场之间的夹角。
它反映了铁磁材料在交变磁场作用下的响应速度和滞后现象。
滞后角越小，说明铁磁材料的响应速度越快，反之则说明响应速度较慢。
综上所述，磁滞回线参数的物理意义涵盖了铁磁材料的多种特性，对于理解铁磁材料的性质和应用具有重要意义。
通过对这些参数的测量和分析，我们可以评估铁磁材料的性能，为实际应用提供重要依据。
磁性材料术语解释及计算公式
磁性材料术语解释及计算公式起始磁导率μi初始磁导率是磁性材料的磁导率（B/H ）在磁化曲线始端的极限值，即μi =01μ× H B ∆∆ ()0→∆H式中μ0为真空磁导率（m H /7104-⨯π） ∆H 为磁场强度的变化率（A/m ）∆B 为磁感应强度的变化率（T ）有效磁导率μe在闭合磁路中，如果漏磁可忽略，可以用有效磁导率来表示磁芯的性能。
e μ =AeLe N L 20⋅μ 式中 L 为装有磁芯的线圈的电感量（H ）N 为线圈匝数Le 为有效磁路长度（m ）Ae 为有效截面积 (m 2)饱和磁通密度Bs （T ）磁化到饱和状态的磁通密度。
见图1。
HcH图 1剩余磁通密度Br（T）从饱和状态去除磁场后，剩余的磁通密度。
见图1。
矫顽力Hc（A/m）从饱和状态去除磁场后，磁芯继续被反向磁场磁化，直至磁感应强度减为零，此时的磁场强度称为矫顽力。
见图1。
损耗因子tanδ损耗系数是磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗三者之和。
tanδ= tanδh + tanδe + tanδr式中tanδh为磁滞损耗系数tanδe为涡流损耗系数tanδr为剩余损耗系数相对损耗因子 tanδ/μi比损耗因子是损耗系数与与磁导率之比：tanδ/μi（适用于材料）tanδ/μe（适用于磁路中含有气隙的磁芯）品质因数 Q品质因数为损耗因子的倒数: Q = 1/ tan δ温度系数αμ( 1/K)温度系数为T1和T2范围内变化时,每变化1K 相应的磁导率的相对变化量:αμ=112μμ-μ.12T T 1- 式中μ1为温度为T1时的磁导率μ2为温度为T2时的磁导率 相对温度系数αμr(1/K)温度系数和磁导率之比，即αμr = 2112μμ-μ.12T T 1- 减落系数 DF在恒温条件下，完全退磁的磁芯的磁导率随时间的衰减变化，即 DF = 212121μ1T T log μμ⨯- (T2>T1) μ1为退磁后T1分钟的磁导率μ2为退磁后T2分钟的磁导率居里温度Tc （℃）在该温度时材料由铁磁性（或亚铁磁）转变为顺磁性，见图2。
磁学基本参数
磁学中的基本物理量公式：HL=IN （全电流定律）H磁化强度；L磁路长度；I电流；N匝数μ=B/H B磁感应强度；H磁化强度（也叫磁场强度）Ф=B*S=L*I S横截面积；L电感量；I电流U=dФ/dt=L*di/dt Ф磁通量；t时间；L电感量；一、电流引出的物理量电子在导体中的定向移动，称为电流磁场是电流产生的，电流总是被磁场包围有了电流，如果周围有某种导磁材料存在，则电流产生的磁场就会对导磁材料产生一个影响力，即在材料中产生一个力。
这个力就是磁场强度（也叫磁化强度），用H表示导磁材料受到H的作用，会在内部产生磁力线（形象化表示），就是B，叫做磁感应强度相同的外加磁化强度对不同的导磁材料产生作用时，产生的B是不一样的，这就引出表征不同材料特性的物理量，磁导率μ，它表征了一种材料的导磁能力，导磁能力越强，在相同的磁化强度下，磁力线产生的越多，真空磁导率μ0=4∏×10-7H/m空气磁导率与导磁材料磁导率有很大差别，即它们之间的导磁能力不一样，也就是它们对磁的阻碍能力不一样，也即磁阻不一样磁通跟电流有相同的特性，总是喜欢走比较容易走的路，这就是磁芯会把电流产生的磁通限制在磁芯内的原因，当然肯定会有漏磁通从这点可以看出，磁导率越大，漏磁通会越小。
磁导率与单匝感量之间的关系：AL=Ф/i=B*S/I=μS/L L平均磁路长度B实际可以看做一个密度值，即磁力线的密度，因此它又叫磁通密度，相当于电学中的电流密度，磁力线的总量可以用B在面积上的积分来计算即：Ф= s Bds=BS这个磁力线的总量就是磁通量Ф它的变化速度决定了线圈产生反电势的大小电感量：单位电流产生的总磁通链，用L表示ψ=NФ=Li L=ψ/i另外，电感计算一般通过单匝感量乘以匝数的平方，L=AL*N2此公式的来源：单匝感量通过测试得出，或已知磁导率计算得出，N*N来自于单匝自感加上匝与匝之间的互感。
提示：1.电感阻止电流变化的特性实际就是阻止电感磁芯中磁通变化的特性楞次定律：感生电流总是试图维持原磁通不变2.电感储能能力We=(1/2)Li2二、实际应用中的物理量B S饱和磁通密度，磁芯达到饱和后，继续增加电流，磁通也不会再增加，此时磁芯感量为0B r剩磁，铁磁物质磁化到饱和后，有将磁场强度下降到零时，铁磁物质中残留的磁感应强度，称为剩余磁感应强度HC矫顽力，磁芯在磁化之后，即使外部磁化强度消失，磁芯内部仍会有剩磁，要把剩磁完全消掉需要施加一个反向的磁化强度，这个反向的磁化强度就是矫顽力，矫顽力的存在是磁芯产生损耗的原因之一磁致伸缩系数，表示磁致伸缩效应大小的系数，定义为物体有无磁场时的长度之差与无磁场时的长度的比值。
磁链计算模型分析详解
磁链计算模型分析详解1引言异步电机按转子磁场定向的矢量控制系统中，转子磁链的准确估计至关重要。
如果转子磁链的估计不准确，转子磁场定向控制系统应有的优点，即实现转矩和磁通的解耦控制将无法实现。
由于直接检测转子磁链的方法受到工艺和技术方面的限制，在实际的控制系统中，多采用间接计算转子磁链的方法，即利用直接测得的电压、电流或转速等信号，借助于转子磁链计算模型，实时计算磁链的幅值和相位。
转子磁链模型可以从电动机数学模型中推导出来，也可以利用状态观测器或状态估计理论得到闭环的观测模型。
闭环方式的观测模型，因计算比较复杂，理论研究尚不十分成熟，实际使用较少，多用比较简单的计算模型。
在计算模型中，由于主要实测信号的不同，又分为电流模型和电压模型两种[1]。
采用电压模型法，由于存在电压积分问题，结果在低速运行时，模型运算困难。
采用电流模型法时，由于存在一阶滞后环节，在动态过程中难以保证控制精度。
通常的组合模型法是考虑在不同的速度范围采用不同的计算模型，主要是解决好过渡问题[2]。
该方法用到两个计算模型，计算复杂，且过渡处理造成成本增加。
而本文却是直接通过对两个模型的计算方程进行组合处理，消除了电压模型中的积分环节和电流模型法中的一阶延时环节，得到一个新的磁链计算模型，并将其结合矢量控制系统进行仿真研究，结果表明该模型具有较好的动态性能。
2 常用转子磁链计算模型2.1 两相静止坐标系下转子磁链的电压模型根据定子电流和定子电压的检测值来估算转子磁链，所得出的模型叫做电压模型。
在两相静止αβ坐标系下由定子电压方程可以得出[3][4]：(1)转子磁链方程为：(2)由上式得到转子电流αβ分量：(3)用式(3)把式(1)中的i rα和i rβ置换掉，整理后得：(4)将漏磁系数代入其中，并对等式两侧取积分，即得转子磁链的电压模型为：(5)由以上分析易知，电压模型法实际上是一个纯积分器，而纯积分器的累积误差和漂移问题都会导致系统失稳。
永磁体磁路设计
永磁体磁路设计永磁设计材料从研制角度而言，是希望性能尽可能地优越。
但从使用角度考虑，对已研制出的材料，如何合理利用以期获得最大的收益则显得更为重要。
具体到永磁材料，则涉及到磁体的选用和磁路的设计。
下面对永磁磁路设计做简单介绍。
·永磁磁路的基本知识磁路：最简单的永磁磁路由磁体、极靴、轭铁、空气隙组成。
磁路之所以采用路的说法，是从电路借用而来，所以传统意义上的磁路设计是与电路设计相类似的，为了更明了地说明这个问题，简单比较如下图：磁路的基本类型有并联磁路、串联磁路，其形式同于电路。
静态磁路基本方程：静态磁路有两个基本方程：其中k f为漏磁系数，k r为磁阻系数，Bm、Hm、Am、Lm分别为永磁体工作点、面积和高度；Bg、Hg、Ag、Lg为气隙的磁通密度、磁场强度、气隙面积和长度。
由以上两式可得：上式中Vm=Am.Lm表示永磁体体积，Vg=Ag.Lg表示气隙的体积，(HmBm)是永磁体工作点的磁能积。
·永磁体磁路设计的一般步骤：（1）根据设计要求（Bg Ag、Lg的值由要求提出），选择磁路结构的磁体工作点。
在选择磁路结构时，需要结合磁体性能来考虑磁体的尺寸，设法使磁体的位置尽量靠近气隙，磁轭的尺寸要够大，以便通过其中的磁通不至于使磁轭饱和，即φ=B轭A轭，式中的B轭最好相当于最大磁导率相对应的磁通密度。
如果B轭等于饱和磁通密度的话，则磁轭本身的磁阻增加很多，磁位降加大，或者说磁动势损失太大。
（2）估计一个Kf和Kr，利用初步算出磁体尺寸Am 、 Lm；（3）根据磁体尺寸、磁轭尺寸，算出整个磁路的总磁导P（其中关键是漏磁系数Kf的计算），再将原工作点代入下式：Bg=F/[KfAg(r+R+1/P)]（4）据总磁导P、漏磁系数Kf、磁体内阻r和磁轭的磁阻R，看Bg是否与要求相符，否则再从头起设计。
在已知气隙要求(Bg、Ag、Lg)和磁体工作点的情况下，欲求磁体的尺寸（Lm、Am），则需要知道漏磁系数Kf和磁阻系数Kr。
变压器漏磁的影响和减少漏磁的方法
变压器漏磁的影响和减少漏磁的方法本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March简介：负载曲线的平均负载系数越高，为达到损耗电能越小，要选用损耗比越小的变压器；负载曲线的平均负载系数越低，为达到损耗电能越小，要选用损耗比越大的变压器。
将负载曲线的平均负载系数乘以一个大于1的倍数，通常可取，作为获得最佳效率的负载系数，然后按βb＝（1/R）1/2计算变压器应具备的损耗比。
关键字：变压器 1、变压器损耗计算公式（1）有功损耗：ΔP＝P0＋KTβ2PK-------（1）（2）无功损耗：ΔQ＝Q0＋KTβ2QK-------（2）（3）综合功率损耗：ΔPZ＝ΔP＋KQΔQ----（3）Q0≈I0％SN，QK≈UK％SN式中：Q0——空载无功损耗（kvar）P0——空载损耗（kW）PK——额定负载损耗（kW）SN——变压器额定容量（kVA）I0％——变压器空载电流百分比。
UK％——短路电压百分比β——平均负载系数KT——负载波动损耗系数QK——额定负载漏磁功率（kvar）KQ——无功经济当量（kW／kvar）上式计算时各参数的选择条件：（1）取KT＝；（2）对城市电网和工业企业电网的6kV～10kV降压变压器取系统最小负荷时，其无功当量KQ＝0．1kW ／kvar；（3）变压器平均负载系数，对于农用变压器可取β＝20％；对于工业企业，实行三班制，可取β＝75％；（4）变压器运行小时数T＝8760h，最大负载损耗小时数：t＝5500h；（5）变压器空载损耗P0、额定负载损耗PK、I0％、UK％，见产品资料所示。
2、变压器损耗的特征P0——空载损耗，主要是铁损，包括磁滞损耗和涡流损耗；磁滞损耗与频率成正比；与最大磁通密度的磁滞系数的次方成正比。
涡流损耗与频率、最大磁通密度、矽钢片的厚度三者的积成正比。
PC——负载损耗，主要是负载电流通过绕组时在电阻上的损耗，一般称铜损。
【整理版】干式空心电抗器设计和计算方法4
干式带气隙铁芯电抗器电感计算方法1. 引言干式铁芯电抗器具有体积小、损耗低、漏磁小、阻燃防爆等优点，其缺点是电感具有非线性，存在磁滞饱和现象。
为改善电感的线性度，干式铁芯电抗器一般采用带气隙铁芯。
在干式铁芯电抗器设计中，电感值的准确计算是关键问题之一。
目前，对铁芯电抗器电感值的计算一般采用传统解析近似法。
该方法在求解带气隙铁芯电抗器主电感值时基于简化的磁路，即假设气隙衍射磁通路径为半圆形[1,2]，该方法用于求解带气隙铁芯电抗器电感值时存在较大误差，在产品生产时需要对气隙厚度进行反复调整，才能达到满意的电感值。
为了更加准确地计算主电感可以采用磁场计算法[2,3]，该方法假定铁芯由无穷多个圆柱形铁芯饼－气隙单元串联组成，从而将电抗器磁场近似为轴对称磁场问题，然后采用分离变量法求解其磁场分布。
该方法在计算边缘效应系数时涉及到修正贝塞尔函数，计算过程比较复杂。
对于大气隙铁芯电抗器电感值的计算，文献[3]从求解磁场方程出发，在计算中假设铁芯是由无穷多个铁芯饼—气隙单元串联起来的，对气隙边缘效应给予了系数矫正。
相对地，计算公式比较繁琐，需要根据铁芯直径与气隙厚度查询相应的气隙边缘效应修正系数。
文献[4,5,17]采用修正系数来考虑气隙磁导从而计算铁芯电抗器电感值的解析近似法，由于修正系数可变，需查表，因此，计算也较繁杂。
采用有限元法计算铁芯电抗器的电感值准确度更高[9,10,11,12,13,18]，但计算所需要的计算机内存大，计算时间也长，所以，一般仅在电抗器设计的最后核算中多采用该方法。
本文将基于铁芯电抗器磁场的有限元数值计算结果，对传统解析近似法计算铁芯气隙衍射磁通等效导磁面积公式进行修正，提出一种改进解析近似法，然后，将提出的方法用于实例计算，并与数值仿真结果比较，对方法的可行性和准确度进行讨论。
2. 计算原理在计算带气隙铁芯电抗器气隙处等效衍射面积时，传统解析近似法认为主磁通流过气隙时，有一部分磁通将从铁芯外表面流出，绕过气隙，流向铁芯外表面，再进入铁芯中去。
磁性材料术语解释及计算公式
磁性材料术语解释及计算公式起始磁导率“i初始磁导率是磁性材料的磁导率（B/H）在磁化曲线始端的极限值，即式中“o为真空磁导率（4TTX\0~7 H/m）△H为磁场强度的变化率（A/m）△B为磁感应强度的变化率（T）有效磁导率“e在闭合磁路中，如果漏磁可忽略，可以用有效磁导率来表示磁芯的性能0式中L为装有磁芯的线圈的电感量（H）N为线圈匝数Le为有效磁路长度5）Ae为有效截面积（卅）饱和磁通密度Bs （T）磁化到饱和状态的磁通密度。
见图1。
・ 1a 1 =—x ——(AH T O)图1剩余磁通密度Br (T)从饱和状态去除磁场后，剩余的磁通密度。
见图1。
矫顽力He (A/m)从饱和状态去除磁场后，磁芯继续被反向磁场磁化，直至磁感应强度减为零，此时的磁场强度称为矫顽力。
见图1。
损耗因子tan5损耗系数是磁滞损耗、涡流损耗和剩余损耗三者之和。
tan^= tan d h + t an del tan dr式中tan o i.为磁滞损耗系数tan o e为涡流损耗系数tan d r为剩余损耗系数相对损耗因子t an6//I i比损耗因子是损耗系数与与磁导率之比：tano /i (it用于材料)tano/zze (适用于磁路中含有气隙的磁芯)品质因数Q品质因数为损耗因子的倒数：Q = 1/ tan5温度系数a“( 1/K)温度系数为T1和T2范围内变化时，每变化1K 相应的磁导率的相对变化量: a 口 =卩2_卩1 1Pl T 2 _T ] 式中“1为温度为T1时的磁导率“2为温度为T2时的磁导率相对温度系数a “r(l/K)温度系数和磁导率之比，即在恒温条件下，完全退磁的磁芯的磁导率随时间的衰减变化，即DF =x 丄(T2>T1)“1为退磁后T1分钟的磁导率“2为退磁后T2分钟的磁导率居里温度Tc (°C)在该温度时材料由铁磁性(或亚铁磁)转变为顺磁性，见图2。
a //r = 减落系数DFGT电阻率p(Q.m)具有单位截面积和单位长度的磁性材料的电阻。
磁隙高度和气隙-概述说明以及解释
磁隙高度和气隙-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分内容：磁隙高度和气隙是电磁学中重要的概念，它们在电机、发电机等设备中起着至关重要的作用。
磁隙高度是指磁场中磁力线通过磁路中的空气隙高度，而气隙则是指磁路中的两个磁性材料之间的间隙。
磁隙高度和气隙之间存在着密切的关系，气隙的大小会直接影响磁隙高度的大小，从而影响整个磁路的磁力分布和性能。
在本文中，我们将探讨磁隙高度的定义、磁隙高度与磁力关系以及气隙对磁隙高度的影响，旨在探讨磁隙高度与气隙之间的关系，以及磁隙高度对电磁设备性能的影响，为进一步优化磁路设计提供理论依据。
1.2 文章结构文章结构部分内容可以包括对整篇文章的布局和组织结构的描述，以及各个章节之间的逻辑关系和连接部分的提炼。
在"文章结构"部分中，我们将对整篇文章的组织结构进行详细介绍。
本文共分为三个主要部分：引言、正文和结论。
在引言部分，我们将概述本文对磁隙高度和气隙的研究，以及介绍文章的结构和目的。
在正文部分，我们将分别介绍磁隙高度的定义、磁隙高度与磁力关系以及气隙对磁隙高度的影响。
这些内容将深入探讨磁隙高度在磁力相关系统中的重要性和影响因素。
最后，在结论部分，我们将总结磁隙高度的重要性，并探讨磁隙高度的优化方向和未来的研究方向。
这部分将对本文的研究内容进行概括总结，并对未来研究提出展望。
通过以上结构的安排，本文将全面、系统地介绍磁隙高度和气隙的相关知识，为读者提供全面的了解和研究的方向。
1.3 目的本文的目的是探讨磁隙高度和气隙之间的关系，并分析磁隙高度对磁力和电磁设备性能的影响。
通过深入研究磁隙高度的定义、磁力关系以及气隙对磁隙高度的影响，旨在为磁力学和电磁设备优化提供理论支持和实际应用指导。
同时，本文还将总结磁隙高度的重要性，探讨其优化方向，并展望未来的研究方向，以期为相关领域的研究和工程实践提供有益的参考和借鉴。
2.正文2.1 磁隙高度的定义磁隙高度指的是磁场中两磁体之间的间隙距离，也可以理解为磁场中的空气间隙的高度。
盘式电机气隙漏磁与空载气隙磁密的解析计算
Analysis and calculation for air gap leakage and open circuit air gap flux density of disc motor
YU Shen-bo, JIANG Shuang, XIA Peng-peng
(School of Mechanical Engineering, Shenyang University of Technology, Shenyang 110870, China)
参数 极数2p 极弧系数 定子齿数z 气隙长度g/mm 定子外直径0/mm 定子内直径0/mm 永磁体剩磁Br/T 永磁体厚度2Am/mm 电机类型
数值 22 0.85 24 1.5 250 144 1.25 10 双定子单转子
由于盘式电机的对称性,在对电机的磁路进行 分析时,不需要对整机的磁路进行分析,只需在一个 极距单元来进行分析。如图2所示为一个极距单元 下的盘式电机磁路模型图。其中，回路①表示气隙
%
R
‘ ''
1 + 才（2 + 2a +20 +4可 + 4入）
D
1 + 萨（2a + 20 + 4可 + 4入）
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其中：a = 尹;0 =臣"；耳=尸；入=亓旦。由式（1）
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64
电机与控制学报
轴向磁场盘式永磁电机等效磁路网络及气隙漏磁的分析计算
轴向磁场盘式永磁电机等效磁路网络及气隙漏磁的分析计算宫晓;徐衍亮【摘要】为避免在轴向磁场盘式永磁电机的初始设计及优化设计中,使用三维有限元(3D-FEM)方法计算漏磁系数时耗费的巨大的建模及计算时间,建立该种电机的等效磁路网络模型,并计算组成该模型的各等效磁阻,得到该种电机漏磁系数的解析表达式.通过3D-FEM方法及样机永磁电动势的试验测试,证明本文给出的轴向磁场盘式永磁电机等效磁路网络模型及漏磁计算的正确性.【期刊名称】《电机与控制学报》【年(卷),期】2013(017)010【总页数】6页(P59-64)【关键词】轴向磁场永磁电机;漏磁系数;等效磁路网络;三维有限元【作者】宫晓;徐衍亮【作者单位】山东大学电气工程学院,山东济南250061;山东大学电气工程学院,山东济南250061【正文语种】中文【中图分类】TM351轴向磁场盘式永磁电机兼有盘式电机和永磁电机的优越性，具有高转矩/转动惯量比、高效、高功率密度特点，又具有短轴、薄型的特点，因此在电池储能系统、电动汽车驱动及新能源发电等领域均具有重要优越性，并已得到了较大的应用。
盘式永磁电机的分析与设计可以采用三维有限元(3D-FEM)方法，但是3D-FEM需要很长的建模和计算时间，显然不利于电机的初期设计及优化设计，因此对盘式永磁电机。
一般可以先采用磁路方法进行电机的初期设计和优化设计，然后采用3D-FEM进行性能的校验和确认。
不论何种原理结构电机，其基于磁路分析的性能计算及电机的设计必须确定漏磁系数。
文献[1-2]采用电磁场方法计算了各种电机的漏磁系数，并将其与电机结构参数之间的关系做成图表形式，以备电机分析与设计时查用。
特别是文献[2]将盘式电机的三维场等效为两个二维场，分别计算径向和周向的漏磁系数，然后辅以经验系数得到盘式电机总的漏磁系数，显然这一经验系数的查取缺乏方便性，也难以满足精确度要求。
等效磁网络法是计算电机气隙磁密和气隙漏磁的另一方法，文献[3]采用该方法分析计算了径向磁场永磁电机的气隙磁密及漏磁，经过二维电磁场计算验证，该方法所得气隙漏磁系数计算公式具有很高的计算精确度，完全可以用于径向磁场永磁电机的初始设计和优化设计及性能分析，但该文献没有考虑端部漏磁；文献[4-5]分别采用该方法得到了单相和三相磁通切换永磁电机的磁场分布和漏磁，同样得到了电磁场分析的计算验证。
磁通密度计算
磁通密度计算磁通密度计算是磁学中的一个重要概念，用来描述磁场的强弱程度。
磁通密度是指单位面积垂直于磁场方向上通过的磁通量。
磁通量是指单位时间内通过某一面积的磁场线的数量，因此磁通密度可以理解为单位面积上的磁场线密度。
磁通密度的计算可以通过安培环路定理来实现。
根据安培环路定理，磁场沿闭合回路的线积分等于该回路所围面积上的总电流。
在计算磁通密度时，我们可以选择一个闭合回路，使回路所围面积与磁场方向垂直，这样可以简化计算。
在计算磁通密度时，我们需要知道回路所围面积和通过该面积的总磁通量。
总磁通量可以通过磁感应强度和面积相乘来计算。
磁感应强度是指单位面积上通过的磁通量，通常用大写字母B表示。
因此，磁通密度B可以表示为B = Φ/A，其中Φ表示总磁通量，A表示面积。
在实际应用中，磁通密度的计算可以通过一些仪器来进行。
例如，磁通计是一种常用的测量磁通密度的仪器。
它通过测量磁场的强度和面积，然后计算磁通密度。
磁通计通常由磁感应强度计和面积测量仪器组成。
除了使用仪器进行测量外，磁通密度的计算还可以通过数学模型来实现。
例如，在某一点上的磁通密度可以通过磁场的矢量分量来计算。
磁场的矢量分量是指磁场在某一方向上的分量，通常用小写字母b表示。
磁通密度B可以表示为B = b·n，其中n表示磁场方向的单位矢量。
在实际应用中，磁通密度的计算可以有多种方法和途径。
例如，通过安培环路定理、磁通计、数学模型等方式都可以计算磁通密度。
这些方法各有优缺点，可以根据具体情况选择合适的方法进行计算。
磁通密度是描述磁场强弱程度的重要概念，可以通过安培环路定理、仪器测量和数学模型等方式进行计算。
磁通密度的计算在磁学和相关领域中有着广泛的应用，对于研究和应用磁场具有重要意义。
漏磁系数定义
漏磁系数定义
漏磁系数是用来描述材料磁性的一个参数。
在研究磁性材料时，我们常常关注材料的磁性能，而漏磁系数就是其中一个重要的指标。
它可以衡量材料在外加磁场下的磁性响应能力。
漏磁系数是通过测量材料在外加磁场下产生的磁感应强度来确定的。
在实验中，我们将材料置于恒定的磁场中，然后测量材料周围的磁感应强度。
漏磁系数就是材料周围磁感应强度与外加磁场强度之比。
漏磁系数的大小决定了材料的磁性能。
当漏磁系数较大时，材料在外加磁场下的磁感应强度变化较大，具有较好的磁性响应能力。
这种材料通常被用于制造磁铁、电机等设备中。
而当漏磁系数较小时，材料在外加磁场下的磁感应强度变化较小，磁性响应能力较弱。
这种材料通常被用于制造非磁性材料。
漏磁系数的大小与材料的组成、结构以及磁化方式等因素有关。
通常情况下，具有较高漏磁系数的材料往往具有较高的铁磁性，并且具有较大的磁滞回线面积。
而具有较小漏磁系数的材料往往具有较低的铁磁性，并且具有较小的磁滞回线面积。
除了材料的物理性质外，漏磁系数还受到外界环境的影响。
例如，温度的变化会导致材料磁性的变化，进而影响漏磁系数的大小。
此外，应力、压力等外力的作用也会对漏磁系数产生影响。
漏磁系数是描述材料磁性的一个重要参数。
通过测量材料在外加磁
场下的磁感应强度，我们可以确定材料的漏磁系数。
漏磁系数的大小与材料的组成、结构以及磁化方式等因素有关。
了解漏磁系数对于研究和应用磁性材料具有重要意义。
磁通密度和磁通
磁通密度和磁通磁通密度和磁通是电磁学中的两个重要概念。
磁通密度是指垂直于给定面积的磁通量，而磁通则是指通过给定闭合曲面的磁感应强度。
在本文中，我们将详细介绍磁通密度和磁通的定义、计算方法以及它们在电磁学中的应用。
一、磁通密度的定义和计算方法磁通密度是描述磁场强度的物理量，通常用字母B表示，单位是特斯拉(T)。
磁通密度的定义是指单位面积上垂直于该面积的磁通量。
简单来说，磁通密度就是单位面积上通过的磁通量的大小。
计算磁通密度的方法有多种，最常用的是通过安培定律。
安培定律表明，通过一个闭合曲面的磁通量等于该曲面内的电流总和。
因此，我们可以通过计算闭合曲面内的电流以及曲面的面积来求得磁通密度。
二、磁通的定义和计算方法磁通是指通过给定闭合曲面的磁感应强度，通常用字母Φ表示，单位是韦伯(Wb)。
磁通的计算方法也可以通过安培定律来实现。
根据安培定律，通过一个闭合曲面的磁通量等于该曲面内的电流总和。
因此，我们可以通过计算闭合曲面内的电流来求得磁通。
磁通密度和磁通在电磁学中有广泛的应用。
其中，磁通密度的应用主要体现在磁场的描述和计算中。
磁场是由磁体产生的，而磁体的磁场强度可以通过磁通密度来描述。
磁通密度越大，说明磁场越强。
因此，磁通密度可以用来描述磁场的强弱。
而磁通的应用主要体现在电磁感应和电磁波传播中。
在电磁感应中，当一个闭合线圈内的磁通发生变化时，会产生感应电动势。
这个现象被称为电磁感应现象，是电磁学的基础之一。
磁通还与电磁波的传播有密切的关系。
根据麦克斯韦方程组，电磁波的传播速度等于电磁感应强度与磁感应强度的乘积。
因此，磁通在电磁波传播的过程中起着重要的作用。
总结起来，磁通密度和磁通是描述磁场强度和磁场分布的重要物理量。
磁通密度描述了单位面积上通过的磁通量的大小，而磁通则是通过给定闭合曲面的磁感应强度。
它们在电磁学中有着广泛的应用，包括磁场描述和计算、电磁感应以及电磁波传播等。
磁通密度和磁通的研究对于理解和应用电磁学知识具有重要意义。
磁隙的计算
磁隙的计算磁隙计算是电机设计中的重要环节，它涉及到电机的磁路设计和磁场分布。
磁隙是指电机中磁铁和定子之间的间隙，它对电机的性能和效率有着重要的影响。
在电机设计中，磁隙的计算是为了确定磁铁和定子之间的间隙尺寸，以达到设计要求。
磁隙的尺寸不仅影响电机的输出功率和效率，还直接关系到电机的噪音和振动水平。
因此，准确计算磁隙尺寸是电机设计中的关键任务之一。
磁隙的计算可以从两个方面出发，一是从电机的性能要求出发，二是从材料和加工工艺的角度出发。
首先，从性能要求的角度来看，磁隙的尺寸应该能够满足电机的磁场分布和磁通密度的要求。
磁通密度是指单位面积内通过磁场的磁通量，它是电机性能的重要指标之一。
通过对电机的设计要求和性能参数的分析，可以确定磁隙的尺寸范围。
从材料和加工工艺的角度来看，磁隙的计算需要考虑到磁铁和定子的材料特性以及加工工艺的限制。
磁铁的材料和加工工艺会影响磁铁的尺寸和形状，从而影响磁隙的尺寸。
而定子的材料和加工工艺则会影响定子的尺寸和形状，进而影响磁隙的尺寸。
因此，在进行磁隙计算时，需要综合考虑磁铁和定子的材料和加工工艺因素。
在进行磁隙计算时，可以借助计算机辅助设计软件进行模拟和计算。
通过输入电机的设计要求和性能参数，软件可以自动计算出合适的磁隙尺寸范围。
在计算过程中，软件会考虑到磁铁和定子的材料和加工工艺因素，从而得出最优的磁隙尺寸。
这种计算方法不仅能够提高计算的准确性和效率，还能够为电机设计提供更多的参考和选择。
磁隙的计算是电机设计中的重要环节，它关系到电机的性能和效率。
准确计算磁隙尺寸需要综合考虑电机的性能要求、材料和加工工艺等因素。
借助计算机辅助设计软件可以提高计算的准确性和效率，为电机设计提供更多的参考和选择。
通过合理计算磁隙尺寸，可以优化电机的磁场分布和磁通密度，提高电机的性能和效率，同时减少噪音和振动水平，提升电机的使用寿命和可靠性。
因此，磁隙的计算在电机设计中具有重要的意义。
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计算漏磁系数和等效气隙磁通密度计算系数有何意义
永磁无刷直流电机的设计原理和方法与普通无刷直流电机基本相同，分为磁路设计和电路设计。
磁路设计是要求出永磁体的尺寸、外磁路特性，并由永磁体工作图求出工作点的气隙磁通密度和磁通量；电路设计是在电机总体方案和磁路设计的基础上对绕组参数进行设计计算，同时校核电机的各项指标要求。
‘由于永磁无刷直流电机是永磁体励磁，因而与普通无刷直流电机相比,在计算中的参数选取、性能计算等许多方面存在差异。
电机设计的思想是要获得大的气隙磁通密度Bδ（或气隙中的磁通量Φδ），这样不仅可以提高电机出力，还可以改善电机的动态品质。
因此，气隙磁通密度（或气隙中的磁通量）成为决定电机尺寸、影响电机性能的重要参数之一，在电机设计中准确计算它十分重要。
电机的设计最终通过磁路的计算进行。
对磁悬浮飞轮用电机，电机的总气隙磁通量Φδ可通过下式求得。