永磁发电机定子齿磁密优化方案

图4-21所示是永磁发电机的永磁体磁极径向布置，即永磁体磁极串联磁路。永磁体的一个磁极面对气隙，磁极的磁通穿过气隙进入定子齿。由于气隙很短，且定子齿硅钢片的磁导率要比定子槽口的空气及竹楔的磁导率大得多，当定子齿的磁密未达到饱和之前，气隙磁密会完全进入定子齿。

图4-21 等宽齿

永磁发电机为了起动，每极每相槽数q必须是分数，即q=。所以每极磁通Ф所通过的定子齿数为（b+1）。定子齿宽t₁，定子计算长度L_ef，则每极磁通进入定子齿的磁通Φ_t（Wb）为

Φ_t=B_t·L_ef·（b+1）t₁ （4-24）

式中 B_t——定子齿磁密，单位为T；

L_ef——定子计算长度，单位为m；

（b+1）——每极磁通通过的定子齿数；

t₁——定子齿宽，单位为m。

对应（b+1）t₁定子齿的每极气隙磁通Φ_δ（Wb）为

Φ_δ=B_δ·L_ef·b_p′ （4-25）

式中 Φ_δ——每极气隙磁通，单位为Wb；

B_δ——气隙磁密，单位为T；(www.xing528.com)

L_ef——气隙轴向计算长度，单位为m；

b_p′——计算极弧长度，单位为m。

气隙磁通全部进入定子齿，则

Φ_δ=Φ_t

即 B_δL_efb_p′=B_tL_ef（b+1）t₁ （4-26）

式中 L_efb_p′=S_δ，S_δ为每极磁通通过的气隙面积；

L_ef·（b+1）t₁=S_t，S_t为每极气隙磁通所通过的定子齿的面积。

则

由式（4-26）也可直接求得定子齿磁密B_t（T）为

t₁为定子齿宽，在等齿宽的定子槽中，t₁各处相等；对于不等齿宽的定子齿计算齿宽，常规计算取“距齿宽最狭窄部分齿高处”的齿宽为计算齿宽。

由于永磁体磁极的磁感应强度只有其标定的剩磁的32%～38%，因此，设计齿宽时应不使齿的磁密达到1.6T为好，超过1.6T应修正，使齿磁密在1.6T以内。