针对电励磁双凸极电机中电磁拉力的分析

０引 言
电机 的动 力学 特 性 是 电机 机械 设 计 的关 键 ， 定
引起转 子 的偏 心也会 导致 不平 衡磁拉 力 的产 生 Ｊ 。
表 １ 电机 模 型 参 数
电机 结 构 ｌ ２ ／ ８
转 子之 间不均 匀气 隙导致 产生 不平衡 磁拉 力 。不平 衡 磁拉 力使转 轴弯 曲变形 ， 导致 电气 性能恶 化 ， 严 重
（ Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ａ ｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ａ ｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ｓ ， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ ０ ０ ０ ０， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｄｉ ｓ ｐ ｌ ａ ｃ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｒ ｏ ｔ ｏ ｒ ｏ ｆ ｄ ｏ ｕ ｂ ｌ ｙ ｓ ａ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ — ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｉ ｎ ｕ ｎ ｂ ａ ｌ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｐ ｕ ｌ ｌ ｓ
气隙／ ｍ ｍ
叠 厚／ ｍ ｍ
１ ． ５
７ ０ ０
额 定 转 速／ （ ｒ－ ａ ｒ ｉ ｎ ）
额 定 功 率／ ｋ Ｗ
ｌ ｌ ０ ０ ０
２ ３ ０ ０
时将发 生扫膛 现象 ， 甚至 使定 子 内圆局部 产生高 温 ，
槽 内绝 缘焦脆 失效 ， 造成 绕组接 地或 者短路 ， 同时引 起 振动及 噪声 的 增 大 。因此 ， 分析 不 平 衡磁 拉 力 对 于 电机 的设计 和研究 有重 要 的意义 。本文 以一 台 电 励磁 双 凸极 电机为 例 来研 究 磁 拉 力 ， 由于 电机 的双 凸极齿 形造 成 磁 场 高 度 的 非 线 性 Ｌ １ Ｊ ， 使 其 转 子 动 力 学特性 比较 特殊 ， 本文使 用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ有 限元 软件 对 电机在不 同偏 心下 的电磁 力 进 行计 算 ， 分析 了磁 拉
准确性 ， 对 双 凸极 电机 设 计 具 有 较 大 的 参 考 意 义 。 关键词 ： 双 凸极 电机 ； 电磁 拉 力 ； Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ ； 电磁 转 矩 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｍ３ ４ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ４ — ７ ０ １ ８ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ — ０ ０ ５ ０ — ０ ３
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ｔ ｏ ｒ ｑ ｕｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｓ ｉ ｔ ｕａ ｔ ｉ ｏｎ ｗａ ｓ ａ ｌ ｓ ｏ ｏ ｂｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ． Ｔｈｅ ｅ ｘ ｐｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｐ ｒ ｏ ｖ ｅｓ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ａ ｎｄ ｉ ｔ ｈ ａ ｓ ｓ ｉ ｇ ｎ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｎ ｃ ｅ ｆ ｏ ｒ ｄｅ — ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｄ ｏ ｕｂ ｌ ｙ ｓ ａ ｌ ｉ ｅ ｎｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ —ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ： ｄ ｏ ｕｂ ｌ ｙ ｓ ａ ｌ ｉ ｅ ｎｔ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ－ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｍｏ ｔ ｏ ｒ ；ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ；ＡＮＳ ＹＳ； ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｔ ｏ ｒ ｑ ｕ ｅ
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针 对 电 励 磁 双 凸 极 电 机 中 电磁 拉 力 的 分 析
马 小寒 ， 陈 志辉
（ 南京航空航天大学 ， 江苏南京 ２ １ ０ ０ ０ ０ ）
摘
要： 双凸极 电机 中由于转子偏心而产生不平衡 电磁 拉力 ， 对 电机 的 电气性 能有较 大影 响。研究 电磁 拉力
的计算原理 ， 通过 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ编程对电机在 不同转子 角度下 的电磁拉力进行分析 ， 得到 了电磁 拉力随转子位 置以及励 磁 电流变化而产生的变化规律 ， 并在此基础上得到电机该 状态 下的电磁转矩 。文章通 过实验验证 了该 计算方法 的
Ａｎａ ｌ ｙｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈｅ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ Ｆｏ ｒ ｃ ｅ ｉ ｎ Ｄｏ ｕｂ ｌ ｙ Ｓａ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ－ Ｍａ ｇ ｎｅ ｔ ｉ ｃ Ｍｏ ｔ ｏ ｒ
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