1。4  论文主要研究内容

本文以异步起动永磁同步电动机（Line-start Permanent Magnet Synchronous Motor，LSPMSM）为代表，阐述了永磁电机的系统结构和设计原理。根据推导出的计算方程，设计了一台额定功率200W，额定电压380V的LSPMSM。利用有限元软件对该电机进行三维和二维的建模仿真分析，研究空载情况时的起动过程、磁场分布、磁链以及反电动势。

第一章为绪论，主要介绍永磁材料的种类和发展、永磁电机的研究背景和意义以及国内外永磁电机的研究现状。

第二章根据电机的设计步骤制定LSPMSM的设计方案，包括电机设计方法、永磁体主要参数性能、工作原理、定转子结构的确定、尺寸计算和磁路分析。

第三章介绍有限元分析方法的基本理论，并用有限元软件对电机进行建模仿真，建模过程主要为：模型的建立和材料的定义、边界条件的设定和运动选项的设置、网格剖分和求解参数的设定。

第四章简单了解空载时的异步起动过程，分析电机的空载特性，改变永磁体结构和定子齿尺寸，以此降低总谐波畸变率，优化磁链和反电动势的波形曲线，并分析比较仿真结果。

2  电机设计

2。1  永磁电机设计方法

通常永磁电机的设计方法有三种：磁路法、有限元法和场路结合法。永磁电机的设计研究均以磁路法首先计算电机尺寸等参数，磁路法依赖于电机模型的建立和分析，建立等效磁路来推导计算公式，或根据经验值找出希望得到的参数值，然后用仿真软件中应用最广泛的有限元分析软件Ansoft Maxwell辅助修正达到设计目的[21-22]。

2。1。1 磁路法

磁路法是以一种目前最传统的电机设计方法，其算法简单，并且可以使用计算机软件进行辅助设计。在磁路计算中会使用到一些修正系数，而这些系数一般是经验数据，所以就无法通过理论计算得出其精确值。如果最初的设计不能满足设计的需求，设计者则要重新选定修正值然后再进行计算。来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-

2。1。2 有限元法

有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）是一种为求偏微分方程边值问题近似解的数值技术。其本质上就是把复杂问题简单化，将整体的求解域离散化，分为一个个小的区域进行求解。这种方法计算快速准确，但是对计算机资源要求高且计算时间长。

2。1。3 场路结合法

介于上述两种设计方法各自的不足，于是将两者相结合应用到永磁电机的设计中，形成一种更为精准的分析方法——场路结合法。该方法的基本思路是：先根据磁路法计算得到的结果，建立初步的几何模型；然后通过有限元软件对电磁场进行分析，较为准确计算出的磁路法中所需的参数值，以此来完善电机设计方案。