三相永磁同步電機之交、直軸電樞反應電抗

對一臺內置式水磁同步電動機的電磁場進行數值計算發(fā)現：當電動機直軸電流N增大到I，時，其直軸電樞反應電抗x “從330 。增至3500；而當交軸電流從0 . oosIN增大到I 、時，交軸電樞反應電坑凡，從124 . 4 。降至897 。 。可見，乏在計算水磁同步電動機的交、直軸電抗時，可不考慮X “的非線性，但必須考慮交軸磁路的飽和對X，的影響從電動機相量圖出發(fā)，可得電動機直軸內電動勢圖（V）式中，當電動機運行于去磁狀時取“一”號；當電動機運行于增磁狀態(tài)時取“ + ”號。由此可得直軸電樞反應電抗。

5 . 3交、直軸電樞磁動勢折算系數

交、直軸電樞磁動勢折算系數K和K “反映了電動機磁路結構對電動機電樞反應電抗弋，和X “的影響。轉子磁路結構不同，電動機的交、直軸電樞磁動勢折算系數也各有差別根據定義可知、犬“ J＝尺日／犬，尺一天，/ Kf 。 K，可由式（6一28）確定，K，和KJ為電動機交、直軸電樞反應磁密的波形系數。對近似于隱極電動機性能的表面凸出式稀土永磁同步電動機，K過＝K 。＝1，因而其直、交軸電樞磁動勢折算系數為。而表面插入式和內置式永磁同步電動機，則K 、和K，與電動機的極弧系數、永磁體尺寸和電動機氣隙長度等許多因素有關，較難用解析法準確計算，一般需用電磁場數值計算求出氣隙磁場分布．然后用諧波分析確定其基波后得出，或直接采用經驗值。

6異步起動永磁同步電動機的起動過程

異步起動水磁同步電動機與普通感應電動機一樣，在起動過程中也要求具有一定的起動轉矩倍數、起動電流倍數和最小轉矩倍數。此外，還要求電動機具有足夠的牽入同步能力。永磁同步電動機由于在轉子上安放了水磁體，使得其起動過程比感應電動機更為復雜；在起動過程中既有平均轉矩，又有脈動轉矩，且這些轉矩的幅值均隨電動機轉速的改變而變化。下面對異步起動永磁同步電動機的起動過程進行簡要分析。

6.1起動過程中的電磁轉矩

為便于分析，假設整個起動過程非常緩慢，電動機在不同異步轉速下穩(wěn)定運行。從描述異步起動水磁同步電動機瞬態(tài)行為的復數形式微分方程出發(fā)，經過一系列復雜的運算和整理后，可得到如下的電磁轉矩表達式。

6 .1.1起動過程中的平均轉矩

為清晰起見，先不考慮水磁體的作用，就可把三相水磁同步電動機看成一臺轉子磁路不對稱的二相感應電動機。在起動過程中，當定子繞組饋以頻率為f的三相對稱交流電流時，在氣隙中產生的磁場以同步轉速，旋轉。設起動某一瞬間電動機的轉差率為，電動機轉子以n一（1一、）n的轉速旋轉，則在轉子起動繞組中感應出頻率為sf的交流電流。由于轉子磁路的不對稱，Xd護X 。，轉子電流所產生的磁場可分解成正、反兩個旋轉磁場，相對于轉子的轉速分別為和一仇上，相對于定子的轉速分別為和1。轉子的正轉旋轉磁場與定子旋轉磁場的轉速都是滬，（相對于定子），彼此相對靜止，相互作用產生感應電動機那樣的異步轉矩7轉子的反轉旋轉磁場在定子繞組中感應出頻率為（1一2 , ) j的電流I 。，I＊所產生的定子旋轉磁場轉速也是（l一2 , ) " 1，與轉子反轉磁場也是彼此相對靜止，兩者相互作用產生另一異步轉矩，稱為磁阻負序分量轉矩認這相當于又一臺感應電動機，但轉子是初級繞組，定子是次級繞組。當。一街／2，即，一05時，( l一2 , ) f ?。，相當于這臺感應電動機運行于同步轉速，在次級繞組（定子）中無感應電流，轉矩為零。當。＞, / 2，即，＜。．5時，( l一25 ) n，為正值，這意味著這一對旋轉磁場的轉向與，，相同，作為次級繞組的定子受到沿，方向的異步轉矩；但定子不動，故轉子受到一個與兩方向相反的轉矩，即制動轉矩，孔＜。當n＜。／2，即‘＞。5時，則相反，轉子受到一個與”方向相同的轉矩，7 ' t > 0o

下面再分析轉子中水磁體的作用。轉子永磁體所產生的磁場以n一（l一s ) n旋轉，在定子繞組中感應出頻率為（l一，) f的電流I ，這相當于一臺轉速為n，定子繞組通過電網短路的同步發(fā)電機，對轉子作用的是發(fā)電制動轉矩T ,因此，永磁同步電動機起動過程中的總平均轉矩Ta由孔,和了三個平均轉矩分量構成，即。