稀土永磁同步電機之損耗分析計算

    永磁同步電動機穩(wěn)態(tài)運行時的損耗包括下列四項。

3 . 3 . 1定子繞組電阻損耗

電阻損耗Pc ( W）可按常規(guī)公式計算。

3 . 3 . 2鐵心損耗

永磁同步電動機的鐵耗p 、不僅與電動機所采用的硅鋼片材料有關(guān)，而且隨電動機的工作溫度、負載大小的改變而變化。這是因為電動機溫度和負載的變化導(dǎo)致電動機中永磁體工作點改變，定子齒、扼部磁密也隨之變化，從而影響到電動機的鐵耗。工作溫度越高，負載越大，定子齒、扼部的磁密越小，電動機的鐵耗就越小。

永磁同步電動機鐵耗的準確計算非常困難。這是因為永磁同步電動機定子齒、扼磁密飽和嚴重，且磁通諧波含量非常豐富的緣故。工程上常采用與感應(yīng)電動機鐵耗計算類似的公式，然后根據(jù)實驗值進行修正。永磁同步電動機在某負載下運行時，從相量圖中可求出其氣隙基波合成電動勢（V )。

由不難求出定子齒、扼磁密，進而求出電動機的鐵耗。圖6 -12即為用上述方法求出的某臺稀土水磁同步電動機的鐵耗隨輸出功率變化的曲線。

3.3.3機械損耗

永磁同步電動機的機械損耗與其他電機一樣，與所采用的軸承、潤滑劑、冷卻風(fēng)扇和電動機的裝配質(zhì)量等有關(guān)，其機械損耗可根據(jù)實測值或參考其他電機機械損耗的計算方法計算

3. 3. 4雜散損耗

永磁同步電動機雜散損耗p，目前還沒有一個準確實用的計算公式，一般均根據(jù)具體情況和經(jīng)驗取定。

隨著負載的增加，電動機電流隨之增大，雜散損耗近似隨電流的平方關(guān)系增大。當定子相電流為I時電動機的雜散損耗（W）可用下式近似計算。

4永磁同步電動機磁路分析與計算

4.1磁路計算特點

進行永磁同步電動機磁路計算時，可采用通常的電機磁路的磁位差計算方法。但由于永磁同步電動機中永磁體的存在，進行磁路分析計算應(yīng)注意其特點。

永磁同步電動機的空載氣隙磁密波形如圖6-13 所示。圖6-14為某臺異步起動水磁同步電動機的實測氣隙磁密波形。由圖可知，水磁同步電動機的空載氣隙磁密波形基本上為一平頂波．與感應(yīng)電動機的氣隙磁密波形相差較大，而與直流電機的空載氣隙磁密波形相似．磁路計算時，永磁同步電動機的空載氣隙磁密波形可近似簡化為圖6-15所示的矩形波一計算極弧寬度內(nèi)磁密幅值為B，而極間磁密為零。

4.1.1計算極弧系數(shù)

永磁同步電動機轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)形式不同，其極弧系數(shù)a，和計算極弧系數(shù)a的計算公式也不同。對采用圖6一4b 、 c和圖6-6 。轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)的永磁同步電動機，經(jīng)電磁場計算和氣隙磁密波形分析，存在下列關(guān)系：為使電動機的極弧系數(shù)更為合理，可通過調(diào)節(jié)上述結(jié)構(gòu)中每個永磁體磁極所跨的轉(zhuǎn)子槽數(shù)來調(diào)整極弧系數(shù)，比如，令所跨的轉(zhuǎn)子槽數(shù)為，則式（6一21）中的極弧系數(shù)變?yōu)椤Ｓ来糯艠O直接面向空氣隙的表面式磁路結(jié)構(gòu)（圖6一3 )，其外的計算公式為。

4 .1 .2氣隙磁場波形系數(shù)

如圖6一15所示，經(jīng)傅里葉級數(shù)分解后，可得永磁同步電動機空載氣隙磁密基波幅值（T )。

因此，永磁同步電動機的空載氣隙磁密波形系數(shù)。由式（6一31）可以看出，價的大小影響氣隙基波磁通與氣隙總磁通的比值，即影響永磁材料的利用率。另外，烏的大小還影響氣隙中諧波的大小。設(shè)計中選定馬時應(yīng)綜合考慮永磁體的合理利用、諧波抑制和電動機性能的需要。

4.1 .3磁位差計算

計算永磁同步電動機的磁路磁位差時，可采用其他電機常用的方法．但由于永磁同步電動機的極弧系數(shù)一般較大，計算氣隙和齒部滋位差時應(yīng)該用B 。而不是用B , l；計算電機扼部磁位差時也應(yīng)該用扼部鐵心的有效總磁通仇而不是用基波磁通。對于水磁磁極直接面向空氣隙的表面式磁路結(jié)構(gòu)，計算氣隙系數(shù)和電樞計算長度時需要用電磁場數(shù)值計算求出，或參照第5章介紹的不帶軟鐵極靴的計算方法，查取相應(yīng)的曲線。