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《无刷永磁直流电机的绕组参数计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第卷第期沈阳工业大学学报年月终飞电气工程文章编号侧洲一创加一一以无刷永磁直流电机的绕组参数计算,王凤郑柒拾翔,辽宁沈沈阳工业木学电气工程学院阳摘要绕组电感参数的准确计算对于永磁无刷直流电机的动态性能分析具有重要的意义分别介绍了绕组电感参数计算的磁场分析法和磁动势磁导法,并结合具有内外转子不同结构的两种永磁无刷直流电机的应用实例,对比分析了两种电感参数计算方法的计算精度与实用性关锐词永磁无刷直流电机绕组电感计算方法中图分类号文献标识码永磁无刷直流电机与传统直流电机相比具有,目前很大的优越性已广泛应用于国民经济的各个,辉〕领域为了提高电机的力能指标和动态性能,需要对电
2、机的电流进行动态控制和波形优化为式中下为材料的磁阻率为定子绕组外加电流此要求能够准确计算电机的电压电流波形与动态密度电流密度又可用定子电流表示特性由于电机结构的复杂性与气隙磁场分布的,,刃非正弦使电机的特性分析变得十分复杂一般叫一一气二一一一弄百需要采用计算机仿真技术对电机的数学模型求数值解电机数学模型的建立是以电机参数为基式中为定子每槽有效导体数为定子绕组电,,,础的因而电机参数的准确计算对于电机的特流凡为定子槽面积凡为槽电流方向流人为,一性仿真及电机的控制具有重大的意义绕组电阻反之为比,较容易确定因而电机参数的计算主要是确定不同转子位置下电机绕组的自感和互感转
3、子扼本文将分析两种永磁无刷直流电机绕组电感参数,,的计算方法即磁场分析法与磁动势磁导法并结合具有不同结构的两台永磁无刷直流电机应用永磁体,实例对比分析两种电感参数计算方法的计算精定子度及其实用性磁场分析法磁场分析模型与应用软件永磁无刷直流电机的求解场域以外转子结构电机为例,考虑到磁场的周期磁场计算采用强大前后处理功能的有限元分,性边界条件和电机结构的对称性取永磁无刷直析,软件分析过程可分为三步第一步进,流电机的一对极为场的求解域如图所示,行前处理完成电机求解区间的有限单元网格剖,引人矢量磁位则该二维磁场的边值问题,,分剖分所选单元形状为四边形和三角形剖分可表示为时
4、要尽量把与求解有关的区域特别是定转子间的收稿日期一一作者简介郑集拾一男福建三明市人硕士生沈阳工业大学学报第卷,气隙剖分单元加密图是其中一个槽的剖分单一,加元放大图第二步确定一类和二类边界条件,画磁场分人载荷后求解第三步是数据后处理,布图计算绕组电感参数要计算不同转子位置,时的绕组电感需要对不同转子位置角下的电机磁场分别进行计算图是转子位置角二时不加永磁励磁而电机仅一相通电时的磁场分布图一下槽内的单元号图槽中各单元的磁位值,显然增加槽剖分单元数可提高槽平均磁链,,值计算的准确性然而增加剖分单元将增加计,算时间与复杂性在不增加剖分单元条件下考虑,,凌剖分单元面积不等的
5、影响采取一种改进方法,即采用槽内所有单元的矢量磁位的加权平均值法,求磁链即。。,十图槽的单元剖分互二。,二式中闰为第个单元的面积一艺了气隙磁动势磁导法采用磁场分析法求绕组电感可以考虑磁路,,然饱和非线性的影响计算准确度较高而计算,而工作量较大且需要前后处理功能良好的磁场分析,软件作为工程计算可以采用基于磁路分析的图不加永磁励磁单相通电时的磁场分布图,绕组电感参数的近似计算方法即气隙磁动势磁电感计算导法,根据定义电感为绕组所匝链的磁链除以绕电机绕组线圈匝链的磁通等于气隙磁通密度,组的电流设绕组通人电流为等效串联匝数,沿定子内圆的积分当坐标取在电机定子边时为凡铁芯长度
6、为,则绕组的电感可表示为可知定子圆周上的气隙磁通密度为绕组的位置角叭和乙,,一十一一转子位置角的函数即瓦瞬叭这时绕组电感人寸可表示为、式中为绕组电流流人端所在槽的磁位平均“一,中。二、一半令值为绕组电流流出端所在槽的磁位平均丁,,和值由式可知计算绕组电感关键是求一,、式中为电机的极距气隙磁密可近似等于绕组电设槽共有个剖分单元求和水一种,,流产生的磁动势函数叱与气隙磁导函数礼哟办法是直接求每槽所有单元的平均值即的乘,,积即十,上全占,中厂中之占,二】叭,,如图所示由于槽的剖分单元有大有小使,因由于气隙磁导函数包含定子槽开口和转子磁权彭吉得槽内各单元之间的磁位值相差较
7、大而采用·因,,叭直接平均值法求电感误差较大构两方面因素的影响此又可将礼床示为第期郑柒拾等无别永磁直流电机的绕组参数计算,,。、,,、,,·“一“占占“,、几,,风,二,一“一‘咬口甲乙‘又叭必、了甲叼」。,式中中为气隙的一点在定子坐标中的位置坐标式中‘定子坐标原点取在齿中心线上为转子坐标原点拜产儿二二二,‘无,相对于定子坐标原点的转角转子坐标原点取在而,只磁极中心线上显然要能求出磁动势函数和上述计算的自感没有包括槽部和端部漏电磁导函数便可计算出绕组的电感下面以图所,这,感部分漏电感可采用传统方法计算然后加,示外转子永磁无刷直流电机为例说明采用磁动“人即可相与相和
8、相的相位差
