同步電機(jī)之關(guān)于永磁同步電動(dòng)機(jī)的電磁計(jì)算

    6 . 8 . 1主要尺寸設(shè)計(jì)特點(diǎn)

自起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)是一種在NdFeB永磁材料興起后，而產(chǎn)生的新型同步電動(dòng)機(jī)。目前它的主要用途就是用它來代替感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。這樣它的主要應(yīng)用場(chǎng)合就是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合。它的設(shè)計(jì)特點(diǎn)常?？紤]感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)方法和永磁體的結(jié)合。這種電動(dòng)機(jī)的主要尺寸也是由電樞直徑D。鐵心有效長(zhǎng)度與及電動(dòng)機(jī)的氣隙長(zhǎng)度占組成。電樞直徑D 。及電樞有效長(zhǎng)度人，常借助與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)直徑和鐵心長(zhǎng)度。特別是當(dāng)設(shè)計(jì)與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)同一需求，同一容量的同步電動(dòng)機(jī)時(shí)，則更要參考感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的主要尺寸。這樣不但便于兩種電動(dòng)機(jī)的性能比較，而且主要材料利用也方便。為了減少電樞反應(yīng)的影響，減少振動(dòng)、噪聲和雜耗，同步電動(dòng)機(jī)的氣隙長(zhǎng)度比感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的氣隙長(zhǎng)度要大。這除了適應(yīng)電動(dòng)機(jī)性能。同時(shí)，對(duì)于NdFeB永磁材料矯頑力比較大，即這樣選擇氣隙不會(huì)給電磁設(shè)計(jì)帶來困難，而且隨著電動(dòng)機(jī)容量的增加，氣隙值的增加也比較大，經(jīng)驗(yàn)表明，每當(dāng)電動(dòng)機(jī)氣隙增加0 . 01 mm，則雜耗下降1 . 5％左右。

6 . 8 . 2定子設(shè)計(jì)

由于自起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)常常用來代替小功率感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，所以定子槽數(shù)、槽形均可以與小功率感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相同。而定子繞組也可以與小功率三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相同的繞組。但是由于永磁同步電動(dòng)機(jī)氣隙磁場(chǎng)中諧波較多，電動(dòng)勢(shì)中諧波也多，為避免繞組中產(chǎn)生環(huán)流，電動(dòng)機(jī)常常采用Y聯(lián)結(jié)?？梢钥闯鯡 。和Xd決定著電動(dòng)機(jī)中永磁轉(zhuǎn)矩幅值，也決定著失步轉(zhuǎn)矩倍數(shù)。為提高永磁轉(zhuǎn)矩，應(yīng)使E 。增大、 X 。減少，即增加繞組串聯(lián)匝數(shù)。但此舉只能在起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最小轉(zhuǎn)矩、失步轉(zhuǎn)矩和牽人同步轉(zhuǎn)矩能力有裕度的前提下方可采納。另外，由于永磁

同步電動(dòng)機(jī)電流較小，所以繞組匝數(shù)和線規(guī)均有改變，從而定子槽形也可以相應(yīng)改變。

6 . 8 . 3轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)

如前所述，由于永磁體放置方式不同，轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)不同。但不論何種磁路形式，由于永磁體的加人，都會(huì)使轉(zhuǎn)子磁路緊張，這樣轉(zhuǎn)子槽數(shù)和槽形都可能發(fā)生變化。轉(zhuǎn)子槽數(shù)的選擇，為提高永磁同步電動(dòng)機(jī)制造的工藝性和對(duì)抗電動(dòng)機(jī)極弧系數(shù)的控制，通常在定轉(zhuǎn)子槽配合容許的條件下，應(yīng)選擇轉(zhuǎn)子槽數(shù)是電動(dòng)機(jī)極數(shù)的整數(shù)倍。由于轉(zhuǎn)子中有永磁體而不便采用斜槽，也常常不能選用異形槽或深槽結(jié)構(gòu)。另外轉(zhuǎn)子槽主要是用于起動(dòng)。在電動(dòng)機(jī)對(duì)牽人轉(zhuǎn)矩要求不高時(shí)，轉(zhuǎn)子槽可以做得小一些。但當(dāng)牽人同步轉(zhuǎn)矩較大的電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子槽形要注意不能使電動(dòng)機(jī)接近同步時(shí)，T一n曲線陡度過小。否則電動(dòng)機(jī)牽入同步指標(biāo)很難達(dá)到。這時(shí)轉(zhuǎn)子槽就不能過淺和過窄。轉(zhuǎn)子端環(huán)設(shè)計(jì)時(shí)厚度也應(yīng)小一些，這樣可以提高轉(zhuǎn)子起動(dòng)品質(zhì)因數(shù)，而且還可以節(jié)省鋁材。永磁體尺寸主要包括永磁體軸向長(zhǎng)度L 。 、磁化高度h 。和磁化寬度b 。永磁體軸向長(zhǎng)度L 。一般取鐵心長(zhǎng)度拐。，因?yàn)長(zhǎng) 。過長(zhǎng)或過短均無實(shí)際意義。

磁化高度h 。是影響Xad的主要因素，而xad又是影響電動(dòng)機(jī)性能的主要參數(shù)，在選擇h 。時(shí)還要考慮永磁體應(yīng)工作在最佳工作點(diǎn)上。

    磁化寬度bM決定了永磁體提供磁通面積。當(dāng)永磁體材料一定時(shí)，b 。大則表示能提供更多的磁通。但這會(huì)影響磁路結(jié)構(gòu)和空載漏磁系數(shù)。當(dāng)轉(zhuǎn)子永磁體采用徑向結(jié)構(gòu)時(shí)，永磁體尺寸估算公式為。