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1、设计分析 Designandanalysis 稀土永磁同步电机的电枢电流分析稀土永磁同步电机的电枢电流分析师春月,窦满锋(西北工业大学,陕西西安710072)AnalysisofArmatureCurrentforRareEarthPermanentMagnetSynchronousMachineSHIChun-yue,DOUMan-feng(NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072,China) 摘 要:文章对比三相异步电动机的电枢电流轨迹图,通分利用异步电动机电流圆图方法,通过
2、分析稀土永磁过分析稀土永磁同步电机的运行状态和矢量图,仿真了该电同步电机的运行状态和矢量图,仿真了稀土永磁同步机的电枢电流轨迹图,得出电网电压波动对稀土永磁同步电电机的电枢电流轨迹图,得出电网电压波动对稀土永机的带载能力和功率因数的影响,仿真结果在一台油田抽油磁同步电机的带载能力和功率因数的影响,实例验证用37kW的6极稀土永磁同步电机上得到验证。仿真结果正确。关键词:稀土永磁同步电机;电流轨迹;功角特性;功率因数2电枢电流分析中图分类号:TM341 文献标识码:A2.1异步电动机电枢电流文章编号:1004-7018(2004)05-0017-03根据三相异步电动机的Γ等效电路
3、可得三相异Abstract:Thispapermakesacontrastbetweenthearmature步电动机的电流方程式:currentofasynchronousmotorsandtherareearthpermanent′′I1=-I2+Im=magnetsynchronousmachines(REPMSM),throughanalyzingU1U1thephasordiagramandtherunningstateofREPMSM,emulat2′[1+∠θδ]+=j2(x1σ+x2σ)rm+jxmingthearmaturecurrentofREPMSM,get
4、stheeffectofnetworkvoltageonpowerfactorandloadability,andtheresultisproofedU1U1U1′++′∠θδonthesixpoles,37kWrareearthpermanentmagnetsyn2j2(x1σ+x2σ)rm+jxmj2(x1σ+x2σ)chronousmachineusedinoilfields.(1)Keywords:rareearthpermanentmagnetsynchronousma2r′2r1+chine;currentlocus;power-anglecharacteristic
5、;powerfactor-1s式中:θδ=2tg′;1引 言x1σ+x2σU1-定子端电压;稀土永磁同步电机(简写REPMSM)结构简单,I1-电枢电流;功率因数高,近年来在各个领域的应用尤其在油田抽′I2-转子电流折算值;油机的应用上逐步超过异步电动机。REPMSM发展′迅速,节能效果显著,但电网电压的波动使得Im-转差率为零时的励磁电流;REPMSM运行情况复杂化,同时对电枢电流和电机ID-短路电流;带载能力都有影响。r1-定子电阻;异步电动机电流圆图方法在异步电动机的分析x1σ-定子电抗;及实验中已得到广泛应用,尽管REPMSM的电枢电r′2-转子电阻折算值;流情况远比异步
6、电动机复杂,但异步电动机电流圆图x′2σ-转子电抗折算值;方法在分析电网电压的波动以及负载变化对其电磁rm-励磁电阻;量的影响时仍然是非常有效的。电机外加电压和电xm-励磁电抗;枢电流的关系可以用电枢电流轨迹表示,三相异步电s-转差率。动机的电枢电流轨迹为圆图,而稀土永磁同步电机的式(1)中I1最终可表示为两个矢量的合成,其一电枢电流受电机结构、反电势等的影响,较为复杂,其U1U1轨迹为巴斯噶图[1]。文献[1]分析了电磁式与永磁为固定矢量′+;另一为大小不j2(x1σ+x2σ)rm+jxm式电枢电流的区别,而未涉及实际应用领域。本文充收稿日期:2004-02-0517©1995
7、-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.设计分析 Designandanalysis 稀土永磁同步电机的电枢电流分析U1变、方向随转差率s而变的矢量′∠θδ,此j2(x1σ+x2σ)两矢量合成矢量的轨迹显然是一个圆,圆的直径为U1′。异步电动机的圆图如图1所示。(x1σ+x2σ)图3同步电机电流轨迹同步电机的电枢电流轨迹受到磁极凸度的影响,xqxq图3中曲线1为
