稀土永磁同步電機之異步起動永磁同步電動機的基本電磁關(guān)系

    一、轉(zhuǎn)速

穩(wěn)態(tài)運行時，異步起動永磁同步電動機的轉(zhuǎn)速n與定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相同，取決于電源的頻率f和電機的極對數(shù)p，即。

二、氣隙磁場的有關(guān)系數(shù)

1．計算極弧系數(shù)

基波磁場是實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)。在永磁同步電動機中，可以認(rèn)為空載氣隙磁場是帶有諧波的平頂波，計算極弧系數(shù)ai直接影響到基波幅值的大小。對于圖8一7 ( b）、（e）、（d）、（e）所示的磁極結(jié)構(gòu)，極弧系數(shù)可以通過每極永磁體所跨的轉(zhuǎn)子槽數(shù)qm調(diào)整，極弧系數(shù)為。

2．空載氣隙磁密波形系數(shù)

在永磁同步電動機中，忽略齒槽影響，空載氣隙磁密波形可以近似為矩形波，如圖8一10所示，對其進行傅里葉分解，得到圖8一10中虛線所示的基波磁密，其幅值為。

3．電樞反應(yīng)磁密波形系數(shù)

在直軸上施加直軸電樞反應(yīng)基波磁動勢Fad，所產(chǎn)生的氣隙磁密最大值和磁密基波幅值分別為Bad和Badl，直軸電樞反應(yīng)磁密波形系數(shù)Kd定義為。

4．電樞反應(yīng)系數(shù)

電樞反應(yīng)磁動勢為正弦波，勵磁磁動勢為方波，兩者的波形不同，求合成磁場時，通常將電樞反應(yīng)磁動勢折算到相應(yīng)的勵磁磁動勢。折算的原則是：折算前后產(chǎn)生的基波磁密相同。直軸電樞反應(yīng)磁動勢凡d折算到勵磁磁動勢時應(yīng)乘以直軸電樞反應(yīng)系數(shù)Kad，交軸電樞反應(yīng)磁動勢折算到勵磁磁動勢時應(yīng)乘以交軸電樞反應(yīng)系數(shù)Kaq 。直軸電樞反應(yīng)系數(shù)Kad和交軸電樞反應(yīng)系數(shù)Kaq分別定義為。

5．空載漏磁系數(shù)的計算

異步起動永磁同步電動機的空載漏磁系數(shù)a0定義為。

( 1）轉(zhuǎn)子內(nèi)部漏磁系數(shù)

( 2）轉(zhuǎn)子端部漏磁系數(shù)

轉(zhuǎn)子端部漏磁是指永磁體產(chǎn)生的磁通在轉(zhuǎn)子端部閉合、沒有進入定子的那部分磁通。在電機氣隙不大的情況下，這部分磁通受電機鐵心的軸向長度影響很小，可以忽略不計。但端部漏磁系數(shù)內(nèi)隨鐵心的軸向長度改變而變化。為得到通用的確定方法，引進了轉(zhuǎn)子單位端部漏磁系數(shù)姚的概念，定義為端部漏磁通與轉(zhuǎn)子單位計長度內(nèi)主磁通中1 / L：之比，則的與端部漏磁系數(shù)a2的關(guān)系為。

三、感應(yīng)電動勢

定子繞組每相空載感應(yīng)電動勢的有效值為。

四、永磁同步電動機的相量圖

在永磁同步電動機中，定子繞組滿足的電壓平衡方程式為。

五、交直軸電樞反應(yīng)電抗

由于永磁體的存在，異步起動永磁同步電動機的直軸磁導(dǎo)小，交軸磁導(dǎo)大，分別引進了直軸電樞反應(yīng)電抗Xad和交軸電樞反應(yīng)電抗弋q 。在進行計算時，可以認(rèn)為Xad不隨鐵心飽和程度變化，而Xaq則受磁路飽和程度影響較大，應(yīng)考慮飽和的影響。

六、永磁同步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩

七、永磁同步電動機的V形曲線

永磁同步電動機在制成之后，勵磁無法調(diào)節(jié)。但在設(shè)計階段，我們可以通過調(diào)整E0來調(diào)整功率因數(shù)。在電機制成之后，也可以通過調(diào)節(jié)供電電壓來調(diào)節(jié)無功功率和功率因數(shù)。為便于分析，我們假定永磁同步電動機交直軸磁阻相等，忽略定子電阻，用隱極同步電動機的相量圖進行分析。當(dāng)電動機負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變即輸出功率不變時，不計U和E 。的變化引起的定子鐵耗和附加損耗的變化，則電磁功率也不變，有。