速空心杯定子無(wú)刷直流電機(jī)的電磁設(shè)計(jì) 常規(guī)磁體結(jié)構(gòu)的空心杯型定子高速永磁無(wú)刷直流電機(jī)的氣隙磁通密度較低，采用新型HALBACH磁體結(jié)構(gòu)能夠大幅度提高氣隙磁通密度。該磁體結(jié)構(gòu)具有磁屏蔽、正弦性氣隙磁通密度分布的特點(diǎn)，特別適合于空心杯型定子高速永磁無(wú)刷直流電機(jī)。

　　在設(shè)計(jì)高速高效永磁無(wú)刷直流電機(jī)時(shí)，其電磁設(shè)計(jì)可遵循下面的原則：

　　1)徑向充磁的常規(guī)磁體結(jié)構(gòu)電機(jī)與平行充磁的常規(guī)磁體結(jié)構(gòu)電機(jī)相比，前者具有小的氣隙磁通、大的轉(zhuǎn)子軛部磁通，因此，對(duì)6極及以上極數(shù)的常規(guī)磁體結(jié)構(gòu)電機(jī)來(lái)說(shuō)，應(yīng)采用平行充磁。

　　2)HALBACH磁體結(jié)構(gòu)電機(jī)氣隙磁通密度的正弦性遠(yuǎn)比常規(guī)磁體結(jié)構(gòu)電機(jī)好，每極磁體塊數(shù)越多，氣隙磁通密度的正弦分布性越好。

　　3)HALBACH磁體結(jié)構(gòu)電機(jī)的轉(zhuǎn)子軛部磁通密度很小，遠(yuǎn)低于常規(guī)磁體結(jié)構(gòu)電機(jī)，因此HALBACH磁體結(jié)構(gòu)電機(jī)可省卻導(dǎo)磁轉(zhuǎn)子鐵心;但常規(guī)磁體結(jié)構(gòu)電機(jī)，如果轉(zhuǎn)子軛部不導(dǎo)磁，則電機(jī)氣隙磁通密度將顯著降低。因此，若轉(zhuǎn)子無(wú)導(dǎo)磁鐵心，則電機(jī)應(yīng)采用HALBACH磁體結(jié)構(gòu)，以保證電機(jī)的氣隙磁通密度，從而保證電機(jī)的功率密度和轉(zhuǎn)矩密度。

　　4)對(duì)無(wú)定子導(dǎo)磁鐵心電機(jī)，無(wú)論采用HALBACH磁體結(jié)構(gòu)還是常規(guī)磁體結(jié)構(gòu)，電機(jī)的永磁磁場(chǎng)都有一定的輻射范圍，因此為防止電磁干擾，應(yīng)保證電機(jī)總有效氣隙大于6倍的永磁體厚度。此范圍以外的磁通密度將會(huì)很小，不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾和鐵耗。

　　5)在永磁體厚度較小時(shí)，HALBACH磁體結(jié)構(gòu)提供的氣隙磁通密度低于常規(guī)磁體結(jié)構(gòu);而當(dāng)永磁體厚度增加到一定值時(shí)，HALBACH磁體結(jié)構(gòu)所提供的氣隙磁通密度要高于常規(guī)磁體結(jié)構(gòu)電機(jī)。

　　因此，對(duì)無(wú)定子鐵心電機(jī)來(lái)說(shuō)應(yīng)采用HALBACH磁體結(jié)構(gòu)，并盡可能增加磁體厚度，以提高氣隙磁通密度，從而保證電機(jī)具有相當(dāng)?shù)墓β拭芏群娃D(zhuǎn)矩密度。