2023年3月电工技术学报Vol.38No.6第38卷第6期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYMar.2023DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.220486考虑磁桥非线性的内置式永磁同步电机空载电磁性能通用解析模型李世奇佟文明贾建国唐任远（沈阳工业大学国家稀土永磁电机工程技术研究中心沈阳110870）摘要该文提出一种将子域法及等效磁路法相结合的新型解析模型，可在计及磁桥饱和的情况下，计算具有任意极槽配合的V型/U型/一字型内置式永磁电机的空载电磁性能。建模时首先根据转子结构将永磁体进行等效，以便于各子域的建立；为了考虑转子磁桥处的饱和，采用等效磁路法来计算磁桥处的磁导率，以便于相应子域边界条件方程的建立。电机无槽时的空载气隙磁通密度分布可以通过求解各子域交界面处边界条件方程组得到，然后通过保角映射的方法可考虑定子开槽的影响。该文所提模型可用于计算内置电机的空载气隙磁通密度分布、反电动势及齿槽转矩。将模型计算结果与实验测试及有限元计算结果进行对比，验证了所提出模型的有效性。与有限元法相比，该文所提模型具有建模速度快、耗时短，同时可达到近似精度的优点，这为相关电机的初始设计及优化带来了方便。关键词：内置式永磁电机子域法等效磁路法磁桥饱和中图分类号：TM3510引言相比于表贴式永磁电机，内置式永磁电机（简称内置式电机）由于具有高功率密度、宽速度范围和高磁阻转矩等特点，被广泛用于工业场合与智能家居[1-3]。电机精确的磁场计算是预测其电磁性能和判断设计合理性的前提[4]。目前，计算永磁电机磁场的方法主要包括有限元法与解析法。有限元法可精确地预测出电机的磁场分布，但由于内置式电机转子结构复杂多变，加上计算时需要高精度的网格，这导致有限元法的计算时间较长，不利于电机的初始设计[5-6]。解析法是快速准确计算电机磁场分布的有效工具。已有国内外学者提出了几种预测永磁电机磁场分布的解析方法，例如，基于拉普拉斯-泊松方程的子域法[7-13]、基于磁通管理论的等效磁路法[14-20]，以及基于绕组函数理论的解析方法[21-22]等。子域法是一种通过不同子域之间的边界条件求解每个子域的场控制方程的方法。1993年，ZhuZhiqiang教授在文献[7-8]中首次提出了这种方法来计算表贴式永磁电机的磁场分布；基于该方法，文献[9]中计算了轴向磁通永磁电机的磁场分布；考虑到内置式电机转子结构变化引起的边界条件变化，参考文献[10-13]中分别计算了表面嵌入式永磁电机、V型内置式电机、U型内置式...
