永磁体厚度对抗退磁的影响分析

永磁体厚度对电机性能有较大的影响。通常来说，永磁体厚度越大，永磁体产生的空载气隙磁通密度越大，可以使电机获得的空载感应电动势越大，从而降低电机的绕组负载电流，但电机的材料成本也会增加。

为了研究了永磁体厚度对电机抗退磁能力的影响，选取相同的定子，并在定子上施加相同的退磁电流，即转子永磁体承受相同的反向磁场，电机转子内、外层永磁体厚度相同，对比永磁体厚度分别为4mm、6mm、8mm、10mm的永磁辅助同步磁阻电机的抗退磁能力。图3-20所示为4种电机永磁体磁通密度云图，随着永磁体厚度的增加，永磁体上的最小磁通密度有所提升，低磁通密度区域也在逐渐变小，电机的抗退磁能力在逐渐增加。

图3-20 不同厚度永磁体磁通密度云图

a）永磁体厚度4mm b）永磁体厚度6mm c）永磁体厚度8mm d）永磁体厚度10mm

不同厚度永磁体的电机发生局部不可逆退磁的电流如图3-21所示，永磁体厚度与退磁电流的关系可以分为3个区间。在永磁体厚度为2～4mm的区间，永磁体发生局部不可逆退磁电流随厚度的增加迅速提升；在4～9mm的区间，提升速度有所放缓；厚度超过9mm以后的区间，退磁电流提升很少。综合电机的抗退磁能力和成本考虑，永磁体厚度选择在第2区间的末端比较合适。

从图3-20还可以看出，电机内层永磁体和外层永磁体的磁通密度也有较大差别。4种电机的磁通密度最小区域基本都集中在永磁体的中心处，永磁体中心线上的磁通密度反映了永磁体的最小磁通密度。4种电机发生局部不可逆退磁时，内、外层永磁体中心线处的磁通密度如图3-22所示，中心线的起始位置为永磁体靠近转子外侧的中心处。4种电机外层永磁体的最小磁通密度均大于内层永磁体的最小磁通密度，内层永磁体先发生不可逆退磁。随着永磁体厚度的增加，内、外层永磁体的最小磁通密度差值逐渐缩小，内、外层永磁体退磁的一致性有所改善。

图3-21 退磁电流随永磁体厚度变化关系(www.xing528.com)

图3-22 不同厚度永磁体电机的永磁体中心线磁通密度

a）永磁体厚度4mm b）永磁体厚度6mm

图3-22 不同厚度永磁体电机的永磁体中心线磁通密度（续）

c）永磁体厚度8mm d）永磁体厚度10mm

同一永磁体在靠近转子内表面与外表面的磁通密度也有较大的差别，无论内层永磁体还是外层永磁体，都是外表面的磁通密度要低于内表面。随着永磁体厚度的增加，内层永磁体在中心线上的磁通密度变化幅度也在增加，单个永磁体在转子径向的退磁一致性变差。而外层永磁体的变化规律不同，随着永磁体厚度的增加，外层永磁体在中心线上的磁通密度变化幅度先增大后减小。此外永磁体厚度对电机性能有较大的影响，设计时需综合考虑。