提高实芯转子永磁同步电动机起

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1、提高实芯转子永磁同步电动机起：通过对永磁同步电机起动瞬间的转矩分析，结合生产、技术实践，提出了通过低谐波绕组绕组结构型式，转子磁路参数的变化等，来提高永磁同步电动机的起动转矩。　　关键词：稀土永磁同步电动机、实芯转子、起动性能　　：TM32：A：　　Abstract:basedonthepermanentmagsynchronousmotorstartingmomentsoftorqueanalysis,biningproduction,technologypractice,thispaperputsforonicagiccircuitparameters,toimprov

2、ethepermanentmagsynchronousmotorstartingtorque.　　Keyanentmagsynchronousmotor,solidcorerotor,startingperformance　　　　　　前言　　由于永磁同步电动机具有良好的力能指标η*COSΦ，节电效果突出，因此得到了广泛的推广应用，然而永磁同步电动机的起动性能一直为业内人士所关注，永磁同步电动机研制成功与否关键在于是否具有良好的起动性能，在起动性能保证的前提下，才能进一步提高节电效果，达到节能降耗的目的。　　起动过程及其问题分析　　1、运行原理　　我们永磁电机采用实芯转子加起

3、动笼结构，应用铁磁体涡流场理论，起动笼起到双回路复合启动的效果。　　当定子绕组通电后，所形成的旋转磁场与实芯转子磁极铁芯和铁芯中的起动笼条相互作用，在磁极铁芯表面感生涡流，形成较大的异步转矩，同时起动笼条也感生电流，形成辅助异步转矩，使电机旋转。由于采用了双回路起动原理，可保证永磁同步电动机达到较大的起动转矩。但是，由于转子体内嵌入了永磁体，起动前就有一个固有磁场，因此起动的瞬变过程要比电励磁同步电动机复杂得多。　　电流正序分量形成异步力矩，负序分量则产生磁阻负序力矩（又叫凸极力矩）。旋转磁场在与转子体相互作用形成较大的异步加速力矩的同时，也以同步速率与永磁体相作用，形成发

4、电机制动力矩，产生阻尼作用，此外不同阶次的齿谐波、相带谐波还会产生振动力矩，几种力矩相互叠加，形成合成力矩(如图一所示)。在起动瞬间，合成力矩必须克服负载力矩和上述诸项力矩的阻尼、制动作用，在转差率S趋于0的亚同步状态时，靠牵入转矩的作用，使电机牵入同步运行。在整个起动过程中，既存在异步驱动力矩分量，也存在电磁制动分量和脉动转矩分量。这些分量随起动过程转速的变化而变化，影响整个起动过程，因此永磁同步电机的起动特性十分复杂而重要。　　2、起动瞬变过程分析　　　　　　　　图一起动过程简化示意图　　Ta—异步力矩曲线Tb—磁阻负序力矩曲线　　Tg—制动力矩曲线Tav—合成力矩曲线

5、　　2.1异步转矩分量　　由于永磁体的磁阻很大，产生转子磁路不对称，交轴同步电抗Xq远大于直轴同步电抗Xd，所以转子电流所产生的磁场可分解为正反两个旋转磁场。　　转子的正向旋转磁场与定子旋转磁场彼此相对静止，相互作用产生异步驱动转矩，也可称之为电流正序分量形成的异步力矩，它主要由实芯转子的涡流和附加的笼型导体两套起动系统作用产生的，在起动过程中起驱动主导作用。两套起动系统的应用，大大的改进了永磁同步电动机的起动特性，其起动转矩和牵入转矩倍数的大小与实芯磁极和笼型导体的材料有关，若要获得较高的起动转矩倍数，提高异步力矩曲线，主要的措施是磁极铁芯材料采用电工纯铁或10号低碳钢,

6、笼型导体材料采用黄铜。另外，转子的反向旋转磁场在定子绕组中感应出电流，其所产生的定子旋转磁场与转子体反向旋转磁场彼此相对静止，两者相互作用产生另一异步转矩，称为磁阻负序力矩，它主要由转子磁路不对称引起，交轴同步电抗Xq远大于直轴同步电抗Xd。这一力矩使起动转矩特性曲线产生很大的凹凸形状，影响电机的起动。若要改善启动过程的振动，可以改变笼条数或笼条槽的宽度和位置，以减小Xq值，缩小Xq与Xd的差值，从而减小凸极效应的影响，使整个起动过程比较平稳.，振动减小。例如极弧开两小槽与未开槽的22k-12/18.5为例，我们将其双层叠绕组变化成4种匝数关系，即88、98、99、108，

7、在不同电压下进行堵转功率试验，测得不同电压下的堵转功率Pk值，如表二　　　　　　　　表二堵转功率Pk值　　由以上数据可知，双层88的绕组堵转功率最大，起动转矩也最大，但它是靠提高气隙磁密来实现的，磁密增大会造成损耗加大、效率降低，所以双层绕组88的一般不用。99的双层绕组与108的低谐波绕组结构相比较，108的低谐波绕组起动转矩比较好，当然98低谐波绕组比108低谐波绕组的起动性能要好，但98低谐波绕组同样存在磁密增大、效率降低的问题，一般情况下我们108低谐波绕组就可以满足使用条件。TXCY250M-12/18.