如何設計外觀適合的永磁電機呢?
設計力求以最少的材料和成本獲得的性能。一般說來,扁平的電機有效材料用鐵較少,用銅較多.結構材料較多。細長的電機有效材料用鐵較多.用銅較少,結構材料較少,但結構的剛度較差。
所以永磁電機的直徑和長度之比有一個值.鐵心內圓和長度之比為1:1左右。設計電機要根據電機各種性能要求及市場上有效材料,結構材料的價格進行優化設計,此外還要考慮系列化、零部件通用化以及結構的工藝性、工模具的成本等問題。
鐵芯磁密不要過高或過低,當鐵心材料、頻率及硅鋼片厚度一定時,鐵損耗決定于磁通密度的大小。磁通密度過高,使鐵耗增加,電機效率降低,鐵心發熱使電機溫升增高。并由于勵磁安匝增加,電機功率因數降低。所以鐵心的磁通密度不宜過高,盡量避免用在磁化曲線的過飽和段。小型永磁電機一般不超過155T。磁通密度過低則使電機材料用量增加,成本提高。
硅鋼片工作在磁化曲線的飽和段,單位長度勵磁消耗的安匝數隨磁通密度的增加而大量增加。為了合理充分利用電機內部空間,永磁電機設計時總是使硅鋼片比較飽和。如果采用梯形齒,則齒的窄部由于磁通密度大,勵磁安匝數大量增加,電機的功率因數降低。如果采用平行齒.則沿齒部長度內磁通密度均勻,勵磁消耗的安匝數大為減少。
氣隙是指永磁電機定子和轉子間的空隙。氣隙大小對電機性能及制造工藝有很大的影響。氣隙大,磁阻大,勵磁安匝數多,使電機勵磁電流增大,電機功率因數降低。但氣隙大使諧波磁場減弱,永磁電機的附加損耗降低。氣隙大,對電機零部件的同軸度及裝配精度的要求降低;氣隙過小,則容易引起定轉子掃膛,以及由于附加損耗增加而使電機效率降低。