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《无刷永磁直流电机的绕组参数计算_郑柒拾.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第卷第期沈阳工业大学学报Vol.No.22000年6月JounalroShn终飞eUniviryeoTchnoeloyJun.0002电气工程:文章编号侧洲)1一创6(1加())0X一00一以I}无刷永磁直流电机的绕组参数计算,郑柒拾王凤翔,(沈阳工业木学电气工程学院辽宁沈阳no23).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:TM351
2、:A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,很大的优越性目前已广泛应用于国民经济的各(1)个领域.为了提高电机的力能指标和动态性能,{!辉〕,需要对电机的电流进行动态控制和波形优化为下为材料的磁阻率;J为定子绕组外加电流式中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,,Ns(K刃非正弦使电机的特性分析变得十分复杂一般一一气二一一一叫(2)弄szot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Ns为定子每槽有效导体数;I为定子绕组电,,;ot;,
3、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.性仿真及电机的控制具有重大的意义.绕组电阻+1,反之为一1,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度及其实用性.定子1磁场分析法AB1.1磁场分析永磁无刷直流电机的求解场域模型与应用软件,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
4、取永磁无刷直析软件ANSsY.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1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A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要尽量把与求解有关的区域特别是定转子间的:收稿日期1999一12一10作者简介:郑集拾1975一).男.福建三明市人.硕士生.(24沈阳工业大学学报第22卷,气隙剖分单元加密图2是其中一个槽的剖分单xe一4,元放大;图第二步确定一类和二类边界条件加,.;人载荷后求解第三步是数据后处理画磁场分145,.布图计算绕组电感参数要计算不同转子位置1.40,时的绕
5、组电感需要对不同转子位置角0r下的1.35电机磁场分别进行计算.图3是转子位置角0r二O130时不加永磁励磁而电机仅一相通电时的磁场分布图.一下120槽内的单元号图4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,,凌,虑剖分单元面积不等的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z。。AiA:十,()(i)图2槽的单元剖分Au(4)互slostm二。,0二a式中A闰为第i个单元的面积51stum一艺A.i()J//了//2气隙磁动势磁导法采用磁场分析法求绕
6、组电感可以考虑磁路,,饱和非线性的影响计算准确度较高然而计算,工作量较大而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3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LZ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i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,为凡铁芯长度为l,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rN乙r,,2十一一-转子位置角O的函数即瓦瞬叭)这时绕组电感(Lu)r一(A人)寸(3)可表示
7、为、式中zA为绕组电流流人端所在槽的磁位平均一,S:(“。二(、中)(5)z一;值A为绕组电流流出端所在槽的磁位平均半丁令值.由式(3)可知,计算绕组电感关键是求A:,和.Tn,、-式中为电机的极距气隙磁密可近似等于绕组电zA一设槽共有个剖分单元求zA和水一种,,流产生的磁动势函数(r叱)与气隙磁导函数礼(0r哟办法是直接求每槽所有单元的平均值即,_,的乘积即A:十,上(zi)全占r,s:占r,ni二】B(o中)=厂(中)之(o叭)(6),,如图4所示由于槽的剖分单元有大有小使,
