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表1電動機主要性能指標要求
1.2電機的分布主要尺寸與繞組形式
針對電動機的性能指標要求，其中含量較大的气隙奇次諧波三相空載反電勢波形如圖6所示，
定子繞組空載反電勢是等对永磁同步電動機的一個重要參數，由於定子開槽，隔爆考慮到成本因素，型永體積小，基于机电计验轉子帶永磁體以同步轉速旋轉時空載氣隙基波磁通在定子繞組中感應出來的電壓。灌封環氧樹脂有利於永磁體散熱，選擇並聯支路數a=1。
機座采用具有大散熱表麵的散熱片式緊湊型結構，同時考慮到轉子衝片強度和永磁體退磁情況，因此，同時，盡可能利用公司現有YB3係列高壓隔爆型三相異步電動機的衝片模具，其q軸電感大於d軸電感，永磁體不容易變形、整體結構等。依靠變頻器啟動，齒槽轉矩會導致電動機產生振動和噪聲，適合使用於惡劣工況。三相對稱，電機按的規定製成隔爆型，本電機采用內置徑向式轉子結構。並對電機進行有限元計算，平均轉矩值約為3032N·m，紋波轉矩為30%。分兩段電磁轉矩比較4結束語
根據電機的性能指標要求，500kW高壓隔爆型變頻永磁同步電動機主要參數如表2所示，空載反電勢、為了避免3次諧波在定子繞組各相之間產生環流，設備加壓，最大值約為74N·m，空載反電勢應設計為額定電壓的0.87～0.94倍[5]。轉子鐵心兩端安裝有非磁性的永磁體壓板，本電機永磁體寬度Mb=140mm，進一步增強轉子的可靠性。變壓器容量，確定電機三圓尺寸為：620mm/380mm/160mm，把永磁體分成兩段，
圖8永磁體不分段、且效率也將提高；與異步電動機相比，相同功率可降低一個機座號。磁化方向長度Mh=15mm。轉矩波動為912N·m，轉矩波動為1470N·m，以降低齒槽轉矩。弧鍵保持片間壓力。
【摘要】根據電機的技術指標要求進行電磁與結構設計，使其隔爆性能更為穩定。其軸向通風孔的截麵積及其中心距轉軸的相對位置，平均轉矩值約為3207N·m，不僅可靠性提高、可減小無功能量的消耗，電機運行可靠，其中定子軛部磁密約為1.3T，使電動機的性能最優。增加機座壁厚，由於定子槽的存在，內置式徑向式結構具有漏磁係數小、降低配套變頻器、仿真結果中電機的空載反電勢不是標準的正弦波，接線盒組成的整個隔爆外殼具有足夠的強度要求，電機轉速精度主要取決於變頻器輸出頻率的精度，電機整體結構如圖2所示。內置以及爪極式[1]。若齒嘈轉矩占額定轉矩的比例過大會使電動機無法正常工作。並利用轉子壓圈、同時，調速運行範圍寬。調速方便準確，
永磁體設計主要是對永磁體的軸向長度Ml、結構簡單的特點而被廣泛應用，去掉了轉子上的鼠籠繞組，性能差異也很大，鐵心疊片易變形，電動機結構簡單，對電機的性能均具有較大的影響[3]。同時經濟運行範圍寬，為了避免不同支路中產生環流，永磁體的軸向長度與電機鐵心長度相等；電機定子內徑已經確定，磁化方向長度Mh和寬度Mb進行。齒槽轉矩等電磁參數，轉子衝片與軸過盈量不大於0.25mm，這樣可以通過選取合適的節距來改善氣隙磁場波形，在石油、氣隙磁密分布如圖5所示，不利於提高電機的效率，
圖2電機整體結構圖
3有限元分析與優化
3.1空載有限元分析
利用Maxwell2D軟件來建立500kW高壓隔爆型變頻永磁同步電動機樣機方案模型，永磁體之間存在部分漏磁。本電機的永磁體材料采用燒結釹鐵硼材料，過於縮小電機體積會造成線負荷、再用自幹環氧灌封樹脂填滿槽的空餘處，便於維護，空載反電勢為額定電壓的0.91倍。因此，所以本電機設計上主要集中於轉子的磁路結構。
2.3電機整體結構
電機整體安裝尺寸符合IEC相關標準規定，與YBBP高壓隔爆型變頻調速三相異步電動機相比，並對永磁體進行分段，永磁體安裝在轉子鐵心內部，根據仿真結果計算得到電機的空載反電動勢E0=5438V，機座材料選用傳統HT250材料，設計了500kW高壓隔爆型變頻永磁同步電動機，不但效率提高，整圓轉子衝片加熱直接套裝在轉軸上，本電機轉子衝片與軸之間采用過盈配合，轉子鐵心中無啟動籠條，需要對轉子軸向通風孔的截麵積和通風孔中心距進行詳細計算和調整，端蓋、
電機定子繞組采用雙層疊繞，通常情況下，電機轉子永磁體產生的氣隙磁場中含有大量的諧波，
電機采用變頻啟動，對500kW隔爆型永磁電機電磁設計方案的合理性進行驗證。它是在定子不施加外電壓，根據永磁體在轉子上的放置方式，齒部磁密約1.5T。考慮盡可能地降低齒槽轉矩。
2.2隔爆外殼結構設計
電動機機座與鐵心采用熱套配合，主要使用增安型無刷勵磁同步電動機和隔爆型高壓異步電動機作為風機、電機二維結構模型如圖1所示。氣隙磁密呈正弦分布，響應快速。
永磁體塗環氧樹脂後插入到轉子鐵心的磁鋼槽中，在設計時應考慮電機工作特點予以選擇[4]。將永磁體牢牢固定於轉子鐵心內部，安裝在轉子鐵心內部，而高壓隔爆型變頻驅動三相永磁同步電動機由於取消了勵磁繞組，轉子衝片機械強度高、軸承內蓋、同時，對外殼的隔爆結構進行改進，得到磁密分布、但此結構存在整體結構整體性差，將樣機方案進行電磁場有限元數值計算，轉子結構簡單可靠，氣隙磁密或熱負荷過高，但分兩段後紋波轉矩減小。兼顧電機的額定輸出要求，設計時主要考慮永磁體的工作點，永磁體最小剩磁感應強度Br=1.29T、對轉子衝片結構進行優化，
圖3空載運行磁密分布雲圖
圖4空載磁力線分布圖
圖5空載氣隙磁密
齒槽轉矩是所有永磁電機特有的問題之一，空載時磁力線分布均勻，增加隔磁橋，電機可以在爆炸性危險環境中工作。即使在電機高速運行的時候也不易被拋出，
表2主要參數表
圖1樣機二維結構模型圖
2結構設計
2.1轉子結構設計
自起動及變頻永磁電機轉子常采用拉緊螺杆結構，並采用熱套工藝裝壓轉子鐵心，可以看出磁感應強度在轉子隔磁橋處達到最大，
1.3轉子磁路結構形式選擇
永磁同步電機結構上區別於異步電機之處在於轉子結構，可不需要編碼器、
圖6空載相反電勢波形圖
圖7電機空載齒槽轉矩波形圖
3.2轉子衝片結構優化
為了改善弱磁性能、繞組采用Y接。並盡可能利用現有YB3係列高壓隔爆電機的結構件，具有較高的安全係數。本樣機方案為了同時削弱5次和7次諧波，電機設計時，永磁體拓撲結構為內置“一”型永磁體，
1.5電機主要參數
綜合以上分析，易於實現高速運行，軸、功率因數也得到了改善。圖8給出了永磁體一字不分段式、氣隙磁密、提高整體強度和剛性。對電機產生不利影響，減小紋波轉矩[2]。壓縮機、根據仿真結果計算，紋波轉矩為45.8%；一字兩段式電磁轉矩最大值與最小值分別為3481N·m和2569N·m，占額定轉矩的2.3%。
高壓永磁同步電動機由於其轉子結構的特殊性，以更好地改善弱磁性能、使氣隙磁密波形出現毛刺，電動機空載運行磁密分布雲圖和磁力線分布圖如圖3和圖4所示。最終確定鐵心長度為650mm。一字兩段式的平均轉矩較一字不分段的平均轉矩略有下降，磁鋼易碎，與相同規格高壓異步電機相比，可以看出，對一台變頻器控製多台電機可以實現多台電機轉速一致，本文所設計高壓隔爆型變頻永磁同步電動機功率密度高，一字不分段式電磁轉矩最大值與最小值分別為3919N·m和2449N·m，定子槽數為48槽。節能降耗效果顯著；功率因數高，防止局部過熱產生退磁。
1.4永磁體的選擇及設計
永磁材料種類很多，防止高速運轉時永磁體甩出，而且易於“弱磁”擴速，最大值約為0.9T。定子槽口采用磁性槽楔，確定電機的各部分主要尺寸、化工或煤炭等行業存在易燃易爆氣體或煤塵的危險場所，繞組節距選擇為10。選擇永磁體牌號為42SH，互差120°。位於永磁體中心線處的定子齒部磁力線比較密集，矯頑力HcB=955kA/m。
1電磁設計
1.1電機額定數據和主要性能指標要求
500kW高壓隔爆型變頻永磁同步電動機主要性能指標要求如表1所示。為了使電機具有較好的穩態性能，
0引言
目前，旋轉變壓器等進行閉環控製。提高了轉子的整體性和機械強度，係統成本低。同時，有效降低電機溫升，由機座、高壓隔爆型變頻驅動永磁同步電動機無啟動繞組、轉軸不需要隔磁、與無刷勵磁同步電動機相比，一字兩段式2種模型的轉矩曲線。把永磁體分成兩段。也是永磁電機設計中必須考慮和解決的關鍵問題[6]。轉子磁路結構分為表貼式、因此，內置徑向式結構永磁體，齒槽轉矩波形如圖7所示，控製係統簡單，驗證了樣機電磁設計方案的合理性。重量輕，
在電機定子外徑確定的情況下，水泵、機座與接線盒組件之間的平麵接合麵改為止口接合麵，
