永磁辅助同步磁阻电机的退磁磁路模型与分析

永磁辅助同步磁阻电机转子由于采用多层永磁体结构，因此退磁的磁路相比传统的永磁同步电机更加复杂。以3层永磁体结构为例，建立电机的退磁磁路模型及等效磁路如图3-11所示。

图中 H₁l_m1、H₂l_m2、H₃l_m3——内、中、外层永磁体磁势；

R_m1、R_m2、R_m3——内、中、外层永磁体磁阻；

R_a1、R_a2、R_a3——内、中、外层永磁体流经定子侧主磁路磁阻（包含气隙及定子齿、轭部磁阻）；

R_l1、R_l2、R_l3——内、中、外层永磁体漏磁路磁阻；

F₁、F₂、F₃——施加在内、中、外层永磁体上的退磁磁势；

图3-11 电机退磁磁路模型及等效磁路

a）退磁磁路模型 b）退磁磁路模型等效磁路

Φ_m1、Φ_m2、Φ_m3——流过内、中、外层永磁体上的磁通；

Φ_l1、Φ_l2、Φ_l3——内、中、外层永磁体的漏磁通；

Φ_a1、Φ_a2、Φ_a3——内、中、外层永磁体流向定子侧的磁通。

磁路磁势方程如下：

H₁l_m1-R_m1Φ_m1=R_l1Φ_l1=R_a1Φ_a1+F₁ （3-8）

H₁l_m1-R_m1Φ_m1+H₂l_m2-R_m2Φ_m2=R_l2Φ_l2=R_a2Φ_a2+F₂ （3-9）

H₁l_m1-R_m1Φ_m1+H₂l_m2-R_m2Φ_m2+H₃l_m3-R_m3Φ_m3=R_l3Φ_l3=R_a3Φ_a3+F₃ （3-10）(www.xing528.com)

磁路磁通方程如下：

Φ_m1=Φ_l1+Φ_a1+Φ_m2 （3-11）

Φ_m2=Φ_l2+Φ_a2+Φ_m3 （3-12）

Φ_m3=Φ_l3+Φ_a3 （3-13）

Φ_m1=B₁S₁ （3-14）

Φ_m2=B₂S₂ （3-15）

Φ_m3=B₃S₃ （3-16）

式中 B₁、B₂、B₃——内、中、外层永磁体的平均磁通密度；

S₁、S₂、S₃——内、中、外层永磁体的平均磁通面积。

求解出各层永磁体的平均磁通密度如下：

去磁状态下，永磁体的磁通密度低于退磁曲线上拐点的磁通密度时会发生不可逆退磁，永磁体的磁通密度越低，不可逆退磁程度越大。在相同的退磁电流下，永磁体磁通密度越高，表示电机的抗退磁能力越强。

从式（3-15）～式（3-17）中可以看出，永磁体磁势对该层永磁体的抗退磁能力影响很大，永磁体磁势越强，抗退磁能力就越强。永磁体磁势主要由永磁体矫顽力和永磁体厚度决定，退磁电流在单个永磁体上产生的去磁磁势也影响该层永磁体的抗退磁能力，永磁体的磁阻、定子侧主磁路磁阻、漏磁路磁阻、永磁体磁通面积等参数对永磁体抗退磁能力都有影响，并且相关参数还影响其他层永磁体的抗退磁能力。

与传统单层永磁体的永磁同步电机不同，永磁辅助同步磁阻电机还存在各层永磁体抗退磁能力一致性的问题，单层永磁体抗退磁能力将影响到整个电机的抗退磁能力，因此在设计的时候，应尽量保证电机各层永磁体抗退磁能力的一致性。