关于凸极同步电机磁阻转矩的探讨_李海成.pdf

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1、理论与设计关于凸极同步电机磁阻转矩的探讨李海成山东华力电机集团有限公司（264300）DiscussionaboutReluctanceTorqueofSalient-poleSynchronousMotorLiHaichengShandongHualiElectricMotorGroupCo.,Ltd摘要：对凸极同步电机电磁转矩的两个计算公式Tem=p[Lmdifiq+（Ld-Lq）idiq]（1）进行了比较和分析，指出了两式中磁阻转矩表达式的不式中：p—电机的极对数；同，根据磁阻转矩产生的机理，

2、确定了磁阻转矩的计算Lmd—直轴主电感；公式。Ld、Lq—分别为直交轴同步电感。关键词：同步电机电磁转矩磁阻转矩由式（1）可知，电磁转矩分别为基本电磁转中图分类号：TM341文献标识码：A矩（它是由励磁磁场与交轴电枢电流相互作用产DOI编码：10.3969/j.issn1006-2807.2011.04.004Abstract:Differencebetweentwoexpressionsofre-生）和磁阻转矩（是在交、直轴磁路磁阻不同的luctancetorquehadbeenproposeda

3、ftercomparingandan-条件下，交直轴电枢电流相互作用产生）。产生磁alyzingtwokindsofformulasofelectromagnetictorquein阻转矩的条件是：①Ld-Lq≠0②idiq≠0。在调速thesalient-polesynchronousmotor.Thereluctancetorque永磁同步电动机中，若采用id=0控制，则不产生formulawasgivenaccordingtothegenerationmechanism磁阻转矩。ofreluc

4、tancetorque.Keywords:SynchronousmotorElectromagnetictorqueReluctancetorque2a、b、c坐标系统中的转矩表达式在凸极同步电机中，由于交轴和直轴磁路磁在a、b、c坐标系统中，忽略电枢电阻时，电磁阻的不同，电机运行时，除基本电磁转矩以外，转矩的表达式为：还会产生附加磁阻转矩。文献[1]给出了同步电机mE20UU11Tem=[sinδ+（-）sin2δ]（2）在d、q坐标系统中的转矩计算式，文献[2]给出了Ωxd2xqxd同步电机在a

5、、b、c坐标系统中的转矩表达式，然在式（2）中，第一项和第二项也分别称为基而两式给出的磁阻转矩有较大差异。本文对此本电磁转矩和磁阻转矩[2]。那么两式求得的磁阻进行比较分析。转矩是否相等呢？下面进行分析。电机稳态对称运行时，式（1）中e0=ωLmdif=1d、q坐标系统中的转矩计算式E0，id=-Id，iq=Iq。在忽略定子电阻的条UsinδE0-Ucosδ件下，Iq=，Id=代入式（1）得：xqxq根据电机的基本理论，若采用功率不变约束的坐标变换，在d、q坐标系统中，同步电机的电磁mE0U11Te

6、m={sinδ+[E0U（-）sinδ+转矩为：Ωxqxdxq2011年第4期11理论与设计U211E0*U*11T***（-）sin2δ]}（3）em=sinδ+[E0U（-）sinδ+2x***qxdxqxdxqU*211式（3）中：第一项与式（1）的第一项相对应，（-）sin2δ]（5）2x**qxd为基本电磁转矩；第二项与式（1）的第二项相对由此计算得到电机的电磁转矩、基本转矩应，为磁阻转矩。由式（3）和式（2）比较可知，虽和磁阻转矩如表1。然两式的电磁转矩相等，但磁阻转矩明显不同。在式（3

7、）中，磁阻转矩不仅仅与功角、电源电压、表1转矩计算值交直轴同步电抗有关，而且还与励磁电动势有计算公式电磁转矩标么值基本转矩标么值磁阻转矩标么值由式（4）计算0.81.2-0.4关。在励磁电动势等于0时，由式（2）和式（3）求由式（5）计算0.80.80.0得的电磁转矩相等。根据电磁转矩产生的机理，式（3）中第一项为基本电磁转矩，第二项为磁阻可以看出，两式算得的磁阻转矩相差较大。转矩。在此实例中由于直轴电枢电流I*=0，因此磁阻转d矩等于0。3实例分析4结论以一台永磁同步电动机为例，在额定频率**本文

8、对凸极同步电机电磁转矩的两个计算下，励磁电动势E0=0.8，直轴同步电抗xd=0.4，**公式进行了比较分析，指出了两式中磁阻转矩表交轴同步电抗xq=0.6，忽略电枢电阻，即R1=0。**达式的不同，根据磁阻转矩产生的机理来确定磁调节负载和电源电压U，使直轴电流Id=0，交轴**阻转矩的计算公式。电流Iq=1.0。计算可得：U=1.0，δ=36.87°。式（2）和式（3）对应的电磁转矩标么值表达参考文献式分别为：1唐任远等著．现代永磁电机理论与设计．北京：机械工业出版