变频调速永磁电机电抗参数研究

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1、机械管理开发总第154期MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENTTotalof1542016年第2期No．220l6测试与诊断技术变频调速永磁电机电抗参数的研究郭雪岩．殷强(南车株洲电机有限公司，湖南株洲412001)摘要：电抗参数是分析变频调速永磁同步电机性能的重要参数之一，也是设计永磁同步电机的主要依据。由于永磁同步电机在结构和原理上不同于其他同步电机，因此用普通的计算方法难以准确地计算电抗参数。就此叙述了三种永磁同步电机电抗参数的计算方法，并着重分析了电抗参数与电流之间的关系。关键词：永磁同步电机；电抗参数；电枢电流中图分类号

2、：TM351文献标识码：A文章编号：1003．773X(2016)02—0063-02DOI：10．16525／j．cnki．cn14．1134／th．2016．02．022引言用。因此，传统电励磁电机通过磁路的方法计算近年来，随着微电子技术，控制技术和计算机电抗参数X、不适用在永磁同步电机中。常技术的迅速发展，以及高性能永磁材料技术的深用的永磁同步电动机的计算方法有以下三种：等入研究，永磁同步电机伺服控制系统也得到了很效磁路法，电磁场计算方法和负载法L4]。大的发展。永磁同步电机控制系统不仅解决了直1等效磁路法计算电抗参数流电动机机械式换向器和电刷的问题，而

3、且解决通过对某型号的永磁同步电机的电磁场进行了异步电机励磁电流问题[1]。计算可以发现：永磁同步电机的直轴电枢反应电由频率变化的电源供电的永磁同步电动机称抗随着电动机的直轴电流的增大而增大，但是直为变频调速永磁电动机，该电动机一般分为两类：一轴电枢反应电抗的变化不是很明显。永磁同步电类为无刷直流电动机，该种电动机电动势和电流的机的交轴电枢反应电抗随着交轴电流的增大明显波形为梯形波；另一类为永磁同步电动机，该电动机减小。所以，在对永磁同步电机的电抗参数进行电动势的电流的波形均为正弦波[2]。由于该电动机计算时，可以忽略直轴电枢反应电抗的非线性，但有永磁体的引入，

4、电机内部的磁场分布也有所改变，是一定要考虑交轴电流对交轴电枢反应电抗的其电抗参数的计算也不同于一般电机。大小。根据永磁同步电机中永磁体摆放位置的不等效磁路法通过采用双重迭代法计算交轴电同，永磁同步电机可以分为两种不同结构的电机：枢反应电抗，即迭代功率角和电枢电流。通过假表面式永磁同步电机和内埋式永磁同步电机_3J。设的交轴电流分量J，求出交轴电枢磁动势；由于永磁同步电机中的永磁体的励磁作用是一直通过交轴电枢磁动势F求出交轴气隙基波磁通存在的，而传统的电励磁电机不考虑永磁体的作，最终计算出交轴同步电抗，得出交轴电流分量Iq：XdUsinO—R1(Eo—UcosO

5、)收稿日期：2015—12-26R{+XdX。作者简介：郭雪岩(1983一)，女，辽宁阜新人，通过比较J和J的大小，重复上面所述的计本科，工程师，现就职于南车株洲电机有限公司；算步骤，直到工和差值在允许的误差之内。但殷强(1965一)，男，湖南人，本科，高级工程师，是，该方法计算所得的电抗参数与试验所得的结现就职于南车株洲电机有限公司。果偏差较大。误差是由以下两个原因造成的，其机械管理开发jxglkfbjb@126．corn·64·第3l卷一：由等效磁路法带来的误差；其二：在计算电抗路的有限元计算方法所代替，从而提高了永磁同参数时没有将直轴和交轴的共磁路引起参

6、数的变步电机电抗参数的准确性和精确性。采用负载法化考虑到其中，而实际中交轴和直轴有一部分磁计算永磁同步电机的电抗参数关键在于能够准确路是公用的，对电抗参数的影响比较大。计算电机的自感系数和互感系数。2电磁场计算方法4结论电磁场方法的计算步骤：采用该方法计算电通过对比以上三种永磁同步电机电抗参数的抗参数时只选择主磁极在交轴和直轴两个位置计计算方法，并分析电抗参数的表达式，以及直轴电算，计算负载场每极的磁通值和空载场每极的磁枢反应电抗和交轴电枢反应电抗与电枢电流的关通值，最后计算出直轴电枢反应电抗值和交轴电系L5]。可以总结得到以下几点。枢反应电抗值。所以有：1)

7、当电枢电流的值很小时，由于此时交轴磁一坐，一4．44fKdpN~．．路还没有达到饱和的状态，所以此时交轴电枢反1d』应电抗值随电枢电流的变化很小。由于交轴磁路但是，这种方法和等效磁路法类似，均没有考的气隙很小，交轴磁路逐渐达到饱和状态，随着电虑交轴和直轴共磁路的问题，所以，采用电磁场有枢电流的增大，交轴磁阻也随着电枢电流的增大限元法计算所得的电抗参数仍然不是很精确。而而增大，此时交轴电枢反应电抗逐渐减小。最后，且，在总电流一定的情况下，直轴电流越小，交轴随着交轴电枢的电流进一步增加，交轴磁路已经电流越大，此时，交轴电流加剧了交直轴共磁路的达到了饱和状态，此时交

8、轴电枢反应电抗已经几直轴磁路的饱和程度