圖1所示為一臺(tái)實(shí)際磁懸浮飛輪用永磁無刷直流電機(jī)的三維場(chǎng)模型，其中圖a為電機(jī)本體模型，圖b為包括軸向一定空氣范圍的模型。

　　圖1 電機(jī)的三維場(chǎng)結(jié)構(gòu)模型

　　由于電機(jī)在運(yùn)行時(shí)磁場(chǎng)是對(duì)稱分布的，因此只需對(duì)一個(gè)極距下的電機(jī)模型進(jìn)行求解，其模型如圖2所示。采用ANSYS四邊形4節(jié)點(diǎn)單元剖分并進(jìn)行電磁場(chǎng)求解，得到的磁通密度分布如圖3所示。

　　圖2 ANSYS求解模型

　　圖3 一個(gè)極距下的磁通密度分布

　　由于電機(jī)有效氣隙很大，氣隙不同位置處氣隙磁通密度不同，并且電機(jī)的繞組分布于電機(jī)的整個(gè)有效氣隙中，因此需要計(jì)算電機(jī)不同氣隙位置處的磁通密度大小。為方便計(jì)算，在該模型沿周向及軸向中心截面處將氣隙5等分，如圖4所示。其中，徑向路徑為A1A2、B1B2、C1C2、D1D2、E1E2、F1F2和G1G2，軸向路徑為a1a2、b1b2、c1c2、d1d2、ele2、f1f2和g1g2。

　　圖4 電機(jī)不同氣隙位置標(biāo)志