论文阅读_磁轭分析-镜像法

前言

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论文引用

第一章

之前笔者已对该论文进行过总结，主要集中于第一章(国内外背景)，csdn文章主要集中于调研。

本篇文章将集中于电机磁场分析与音圈电机的设计。

第一章参见：毕设记录_论文阅读（面向精密主动减振器的音圈电机优化设计与驱动控制）_20241218

第二章

假设条件：
1）电机中的磁轭被认为有足够大的磁导率，因而可以忽略磁轭的磁饱和现象，同时忽略磁轭磁导率的非线性特性。

2）由于计算空间有限，本论文中认为计算空间之外的磁势为零，磁导率也为零。

3）由于永磁体和空气的磁导率非常的接近，本假设永磁体和空气有着一样的磁导率。

内容回顾：磁荷法与面电流法，参见，论文阅读_电荷法与面电流法

磁轭分析-镜像法

• 如果永磁体分布在铁磁材料的磁轭之间，空间磁场分布将会发生改变，而不再是自由空间磁场分布。如果假设磁轭的磁导率为无穷大，那么在磁轭和永磁体的接触面的磁动势将会和永磁体内部不同，因而在二者的接触表面会有等效电流，这样会使得分析计算变得困难。这种情况下通常采用镜像法来替代磁轭的影响，磁轭被无数个镜像源所替代。这样空间中将只有永磁体及其镜像源，因而磁场分布又简化为永磁体在自由空间中的磁场分布。
• 可以看出，两块平行磁轭中有一块永磁体 $I$，平行的两块磁轭之间的间距为$d$。首先是相接触的磁轭，永磁体相对于磁轭得到一个镜像源$II$，二者的磁化方向一致，都是沿$Y$
  轴方向磁化。之后， $I$和$II$
  为一个整体，关于下磁轭镜像，得到最下方的镜像源；此镜像源又可以关于上磁轭镜像得到最上方的镜像源，依次方式循环下去，将得到无数个镜像源，每组镜像源的间距均为$2d$。在空间中任意一点的磁感应强度大小和方向都是这些永磁体以及其镜像源的在该点磁感应强度的叠加。
• 关于永磁体与镜像源的磁场分布，可以是用磁荷法或面电流法求解。
• 在空间中某一点的磁感应强度大小和方向可以先通过以上式子分别计算出单个永磁体在该点的磁感应强度大小和方向，之后通过将所有的永磁体及其镜像源在该点的磁感应强度叠加而得到。但是这个结果是假设磁轭的磁导率是无穷大的情况下而得到的，实际上磁轭的磁导率不可能为无穷大。因此实际上在最后的结果都需要乘以一个磁饱和系数，用以修正结果。

电枢反应磁场分析

电枢通常是指转子上的线圈部分
当线圈中通以变化的电流时，变化的电流同样也会产生磁场，此时气隙中磁感应强度应该是永磁体产生的磁感应强度和线圈电流产生的磁场磁感应强度的叠加。图中的中间灰色部分是线圈骨架，左右两侧是线圈。其中右侧线圈中电流的流向为垂直纸面向里，左侧的线圈中电流的流向为垂直纸面向外。同时线圈在奇数和偶数层线圈排数是不一样的。假设奇数层的排数为$n$ 排，则偶数层的排数为 $n-1$ 排。同样线圈产生的总磁场也可以分为分解为所有单根线圈产生的磁场的叠加。

单根线圈的示意图

论文中的推理看不太懂：（后面有时间再分析吧）