内置式永磁电机设计与分析：电磁与机械特性的耦合挑战及优化策略，以10极12槽为例

简介：
本研究聚焦于内置式永磁电机的设计与性能提升，特别关注其电磁和机械特性间的复杂相互作用。通过具体案例——10极12槽数配置的深入分析，探索优化设计策略，旨在克服现有技术难题并提高电机效率及稳定性。 内置式永磁电机设计与分析：电磁特性及机械特性的相互作用构成了主要挑战，并需要优化策略来应对。特别是在10极12槽的电机建模研究中，采用Comsol软件对IPM（内置式永磁）电机进行详细的电磁和机械性能评估显得尤为重要。 在IPM电机的设计过程中，转子铁芯内部嵌入了强力磁体并形成所谓的“磁桥”。从电磁角度来看，为了降低损耗与提高效率，“磁桥”的厚度需要被设计成尽可能薄。然而，在高速运行条件下，这种狭窄的结构会受到离心力的影响而承受极大的应力。 因此，如何在确保电机性能的同时避免机械损坏成为了一个复杂的问题。通过将“固体力学”和“旋转机械、磁场效应”相融合的方法来进行IPM电机的设计与分析是必要的步骤之一。具体而言，在研究中采用二维建模方法来模拟具有10个转子极及12个定子槽的电机，并且磁体以V形方式嵌入在转子铁芯内部，同时将它们之间的连接视为弹簧进行力学计算。 最终仿真的结果能够揭示出整个系统中的磁场密度和应力分布情况。这些分析对于优化内置式永磁电机的设计具有重要的指导意义。