内置式集中绕组永磁同步电动机的性能研究

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1、内置式集中绕组永磁同步电动机的性能研究茸话l靛、疑谤．，程碱鼠硪‘。，。㈠．，j、4j，h坛：1嗡：J7．r。1500r0引言成诎问步电动机H氰断效率、，蕾功H数、I=】功率督度等优，-，n暖类fU#【』}彳丁稍速精挺，裔、运转乎稳等特s～．L被j泛M刚r符-i、领域ch承磁f4步电动机优越的r}：能}R杯的授得‘J上洲删步电麟L、炎轴阔步{U感厶。利潲碰系数％等这此喧坚的电磁参数幽密锄芡系。枉保持定于结构不变的睛批h提，铀‘，／t，比值，ur以提曲．电撒转矩．增大功率，、I数，进啊攫尚效率。空载稍磁系数矾、拍、志着水艘劓刳的利Ⅲ系数，并刈水磁材料的抗击磁能

2、山和f乜动机∞陆能有较人影响⋯。本炙将采用钉陛兀“、对龉种制司转r结构的水磁州步电动机的}乜感参数、潲磁系数舯陆能措杯竹?计算和分析，jf通过实验进行验证。1两种电机的模型【～荫符州结构水磁同步『乜自l和Ⅵ_【_】结构，■避川彬lB机的儿何模刑如H1和罔2所q。诅杼向结”Iz，羽撅曲pj外融擞{口疆提供诎坍．，II1、饿饭截；f【I耻提供船锹磁通．训。；。J，℃。n结构的}簦怛t～7ij1个桃距；、_：11t磁1垣¨n邻曲个磁掀斗联提U#，，J以僻}『-皿／、的{#极憾J瞳，zU动自L的7t隙诬氍玑．¨诅渊磁订咖¨}{f-⋯，』℃柏牡r灏磁甘川崩。i陋’隧、

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5、电机的运行性能、控制性能、制造工艺和应用场合也不同。为了在有限的空间内放置足够的永磁体，还要保证适宜的漏磁系数和电感参数及其比值，需要对转子磁路结构进行分析研究。’为使其更具有可比性，以10极12槽0．75kW的永磁同步电动机为例，除了保持两电机定子参数完全相同外，还应保证两种结构电机具有相同的永磁体体积。2磁路参数的有限元分析2．1直轴电感和交轴电感永磁同步电机的电感随转子位置及绕组电流的变化而变化，为了获得一恒定的电感，采用dq变换，使得绕组的电感在dq坐标系下变为常数，即所谓的312变换。变到dq坐标系下，dq轴电感均为常数，而且它们之间没有互感。电感

6、L=伊肛，其中缈表示磁链，f表示电流，即绕组的电感等于与绕组交链的磁链比绕组中流过的电流。因此要求dq轴电感，就要知道相应的dq轴磁链与激磁电流。假设在绕组中通入三相对称电流即／a=1mcosdx‘=kcos(耐一120。)／c=lmcos(cot+120。)这时建立的总磁场由两部分组成，一部分由永磁体建立，另一部分由绕组电流建立。要想获得绕组电流建立的磁场可用总磁场减去永磁体建立的磁场。因此在磁场中可以把永磁体定义成空气，绕组电流建立的磁场就等于总磁场。这样计算电感而需要的各量都已知，电感便可求。当定子三相合成磁动势轴线与转子直轴重合时，o)t=0，此时／

7、a=Im，‘=0，直轴电感幺=感岛同理，当定子三相合成磁动势轴线与转子交轴重合时，此时ig；，m，／a=o，交轴电表1切向式和径向式电机参数数据转子结构岛／mH厶／mHL4

8、Ld切向7．2347．5851．049径向5．7397．8561．369可见在其他条件相同的情况下，径向式交直轴电感比值厶／厶(凸极率)较切向式大，前者具有更大磁阻转矩，电机出力大，因此径向电机的功率因数高，性能更优。2．2空载气隙磁密波形永磁同步电机的输出转矩和感应电势在很大程度上取决于气隙中的磁通密度分布，气隙磁通密度波形的优劣直接影响电机的性能，文献【2】从气隙大小、转轴材料、极弧

9、系数、磁钢厚度和极对数等因素出发，对比分析了径向和切向结构两种电机气隙磁密的影响因素。本次设计的电机采用文献【3】提出的对内置式永磁电机采用不均匀气隙方法改善气隙磁密的波形分布的设计方法。利用Ansoft软件对两种电机进行磁场计算。因电机气隙中磁场变化较大，为了保证求解精度，故对气隙需剖分密集[41。剖分完成后，进行电磁场计算，通过后处理显示出磁力线分布，如．68．孙普暇3{·1阁4所小从磋，J线分自米舀切r，jA水礤鬯机_』m慧，旺轴i}，溉魁较K，测磁较栌一·J，℃严照鬈刘汕⋯f!机fIfJ。L黻磁蜜波膨进{j博-7口"，解，所得的撼设波形川≮}5圳矧6

10、所Ⅱ廿1电”{川¨水磁体情况／-，岫聊转J’结构挺供