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《6. 新型交流电动机及其控制技术系列讲座5 双凸极电动机》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、·技术讲座· 王宏华·新型交流电动机及其控制技术系列讲座(5):双凸极电动机新型交流电动机及其控制技术系列讲座(5)双凸极电动机王宏华(河海大学电气工程学院,江苏南京210024)摘 要:阐述了双凸极电动机及双凸极电动机调速系统的基本结构、工作原理、特点,并与开关磁阻调速电动机进行了比较;简要介绍了双凸极电动机的主要类型。关键词:双凸极电动机;永磁电动机;开关磁阻调速电动机;电励磁中图分类号:TM35913 文献标识码:A 文章编号:167125276(2004)0520096204TheSeriesof
2、LecturesonNewTypeAlternatingCurrentMotorsandTheirControl(Part5)WANGHong2hua(HohaiUniversity,JSNanjing210024,China)(上接第2004年第4期)影响;4)为了提高能量比率,减小功率变换器VA容量要求,SR电动机的(第一)气隙较小,将导致较大1 双凸极电动机的基本结构及的转矩脉动、振动、噪声。工作原理正是为了改善传统SR电机的性能,20世纪众所周知,开关磁阻电动机(SR电动机)的定子90年代,出现了“双凸极
3、电动机(doublesalientmo2[1]和转子均为凸极结构,且定子极上绕有集中绕组,tors)”,因为独特的优点,它正在成为继永磁无转子既无绕组亦无永磁体,其借助电力电子开关电刷电动机、SR电动机等新型机电一体化交流调速[2211]路使各相定子绕组按一定顺序与直流电源接通或断电动机之后的又一新的电工学科研究方向。开形成气隙步进磁场,利用双凸极结构气隙不均匀图1(b)为三相(6/4极)双凸极永磁电动机(doubly所致的磁路磁阻变化,在载流相绕组中产生感应电salientpermanentmagnetmoto
4、r,简称DSPM)结构势以吸收电源电功率形成拖动性的磁阻转矩,实现示意图,为了对比,图1(a)给出三相(6/4极)传统机电能量转换,因此将这类电动机冠以“开关型磁阻SR电动机结构示意图。电动机(switchedreluctancemotors)”,突出了其工作由图1可见,DSPM电动机在保留SR电动机原理上的特点。正是因为SR电动机结构和工作原定子、转子“双凸极”、径向相对定子集中绕组顺串理的特点使其具有结构坚固、简单、调速范围宽、效或并联成一“相”这些结构特征的同时,在定子轭中率高、易于冷却、适用于高速、环境恶
5、劣场合等优点,对称嵌入了两块高性能永久磁钢,使其工作原理本显示出强大的市场竞争力。但SR电动机为“单边励质上有别于SR电动机。[1,2]磁”磁阻式电动机,其局限性为:1)因没有独立的DSPM中的气隙磁场主要由永久磁钢建立。励磁绕阻,相电流中既有转矩电流分量,也有建立在理想空载(即各相电流均为零)时,永久磁钢在各气隙磁场所需的励磁电流分量,这使电动机和功率相绕阻中的永磁磁链Ψpm将随转子位置θ的变化变换器之间存在无功功率往返交换,因而,功率变而周期性地近似线性变化,显然,当定子极和转子换器所需的VA容量较高;2)若
6、在相绕组电感下降极重合时Ψpm最大,而定子和转子极对槽时Ψpm区通电将产生制动转矩,故在一个转子极距中一相最小,图2(a)给出以图1(b)定、转子相对位置为计至多工作一半时间,绕组和铁芯利用率低,其单位体时零点三相绕组永磁磁链Ψpm随转子位置θ变化积能量转换密度低于电磁式电动机;3)为了保证足的分布(设电机逆时针旋转),对应于Ψpm的“理够大的输出转矩,相电流常在接近最大相电感处关想”线性变化,三相绕组所感应的“理想”方波永磁断,换向控制较困难,且对开关器件安全工作有不利反电势如图2(b)所示。·96·http:
7、//ZZHD.chinajournal.net.cnE2mail:ZZHD@chinajournal.net.cn《机械制造与自动化》·技术讲座· 王宏华·新型交流电动机及其控制技术系列讲座(5):双凸极电动机图1 双凸极永磁电机与SR电机结构对比图2 三相6/4极DSPM永磁磁链、相电感、永磁感应电势、相电流波形iDSPM电动机负载运行时,相电流为iph,其在ph∫(Ψpm(θ)+L(θ)×iph)diph(2)相绕阻中将产生自感磁链Ψ0i,对而言,永久磁钢呈相当于气隙的高磁阻,这迫使Ψi沿相邻极铁芯闭由机
8、电能量转换原理,一相电磁转矩为:合,由于当定子极和转子极重合时Ψi的路径经大的5W1(iph,θ)=idΨpmTph=ph×+5θi=constdθ气隙闭合,故对应电感值和定、转子极对槽位置时电ph感值一样,均为最小值;而在定、转子极一半重叠位12dL(θ)iph×=Tpm+Tr(3)2dθ置处,Ψi闭合路径经过的气隙最小,对应电感值最式(3)表明:大。三相绕组“理想”线
