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摘要近年来，随着永磁材料性能的提高和电机控制方式的改善，永磁电机已经广泛应用于航天、风力发电、国防等领域。而常规的永磁电机处于高速运行时，铁心损耗非常大，电机效率低；另外，由于受到气隙磁场的影响，功率密度较小，限制了其在高功率密度微型电机中的应用。本文分析了一种新颖结构的永磁电机——Halbach永磁电机，该电机具有功率密度大、铁耗低、效率高等特点。31907
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本文深入研究了Halbach阵列的结构并建立起相应的电机模型，利用Maxwell Ansoft软件对有铁芯和无铁芯的电机的电磁特性进行了有限元对比分析，得出了电机的空载特性。
关键词 Halbach阵列 永磁电机 空载特性 有限元分析
毕业设计说明书中文摘要
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Finite Element Analysis of Halbach Permanent Magnet Motor’s Electromagnetic Characteristics
Abstract
In recent years, with the development of the permanent magnetic materials and the improvement of the permanent magnet motor control, the permanent magnet motor has been widely used in aerospace, power generation, defense and many other fields. When the conventional permanent magnet motor runs at a high speed, the core loss is very large, which may decrease electrical efficiency. In addition, due to the impact of magnetic field in air gap, its power density will become lower, which limits the application in high power density micro-motors. In this paper, a special permanent magnet motor with Halbach structure is analyzed, which features higher power density, lower iron loss and higher efficiency.
In this paper, the structure of the Halbach array is studied and then the model of this motor is established. The electromagnetic characteristics of Halbach motors with and without rotor core are analyzed by using Maxwell Ansoft software respectively..
Keywords Halbach array PM motor No-load characteristic Finite Element Analysis
目 次
1 绪论 1
1.1 本课题的研究背景及意义 1
1.2 Halbach永磁电机的研究现状 2
1.3 有限元分析的研究现状与发展趋势 3
1.4 本设计的研究内容 4
2 Halbach永磁电机 6
2.1 Halbach阵列的特点 6
2.2 常用Halbach阵列的结构与应用 6
2.3 Halbach永磁电机的基本结构 8
2.4 本章小结 8
3 Halbach永磁电机电磁特性有限元分析 9
3.1 Halbach永磁电机模型 9
3.2 Halbach永磁电机的各项电磁参数的求解 10
3.3 Halbach永磁电机的其他参数的求解 17
3.4 本章小结 18
4 Halbach永磁电机电磁特性有限元分析的仿真过程 20
4.1 创建模型 20
4.2 材料定义及分配 20
4.3 绕组分相与电流激励源加载 21
4.4 求解参数设定及自检 22
4.5 求解 23
4.6 本章小结 23
5 仿真结果与分析 24
5.1 磁力线分布 24
5.2 磁通密度 26
5.3 磁阻转矩 32
5.4 空载绕组磁链与反电动势 32
5.5 本章小结 36
结 论 37
致 谢 39