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时间:2020-06-06
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1、第33卷第04期煤炭技术V01.33No.042014年04月CoalTechnologyApr.2014doi:10.133016.cnki.ct.2014.04.065矿用电机车同步牵引电机设计李井柱‘(国投新集能源股份有限公司.安徽淮南232001)摘要:传统的蓄电池电机车一般采用三相交流异步电机。提出采用新型的内置式IPM结构永磁同步电机作为矿用蓄电池机车动力源,设计并仿真计算了永磁同步电机。通过Ansys—Ansoft和Mechanical软件仿真表明。IPM结构的永磁同步电机具有磁阻转矩大、效率高、节约能源等优点.在煤矿运输系统中
2、具有广阔的应用前景。关键词:同步电机;内置式;仿真;电力牵引中图分类号:TD614文献标志码:A文章编号:1008—8725(2014)04—0174—02PMSMDesignofMineBatteryLocomotiveLIJing-zhu(SDICXiEnergyCo.,Ltd.,Huainan232001,China)Abstract:Three—phaseACinductionmotorisgenerallyusedforthetraditionalbatterylocomotive.Thenewpermanentmagnetsync
3、hronousmotorwithbuilt——inIPMstructureistakenasapowersourceofminebatterylocomotives.Apermanentmagnetsynchronousmotorisdesignedandsimulated.Ithaslotsofbenefits,suchashigherreluctancetorque,highereficiencyandsavingenergy.ThiswillbesimulatedbyAnsys-AnsoflandMechanicalsoftware.I
4、thasbroadprospectsforapplication.Keywords:PMSM;IPM;simulation;electrictraction0引言£d=L十l(2)蓄电池电机车.采用的是直流电动机串电阻调=+L1(3)速,具有启动转矩大、控制简单等优点。但由于在控电枢端电压由电枢绕组电阻尺、电感压降和旋制中采用串电阻调速.其火花对于井下恶劣的工作转电势平衡.可得电压方程条件形成危险性。增加了电机防尘、防爆等成本。异[]=[][窆]+p[:]+[:]=步电机具有结构简单、坚固耐用、成本低廉及运行可靠等特点一般情况下.达到相同n曲
5、线下的耻1+异步电机体积要比同步电机大30%左右永磁同步电机转子上没有励磁绕组.磁场靠永磁体产生:一三](4)方面可以形成很强的气隙磁场.另一方面转子部分式中P——微分算子.p=d/dt;没有励磁损耗.不需要冷却装置:永磁电机的最大∞——电机电角速度。优点就是其高能量密度和效率、体积小、惯性低、响由于电阻压降远小于旋转电势(在转速较高时),应快因此.本文采用永磁同步电机作为现代矿用可忽略电阻上的电压降,式(5)可简化为蓄电池电机车牵引核心动力1永磁同步电机数学模型州三】(5)为了更好地设计同步电机.首先研究同步电机的对于对应的ccJ.电机稳态
6、时.由式(1)和式(3)可d口轴下的数学模型。参考轴定义为电机定子A相绕解得idi和、,则电磁转矩组轴线,且/4轴与转子磁极直轴(d轴)的零位置重T1=÷p(iq-~b)=[iq+(Lz-L)](6)合。基于幽轴系永磁同步电机的数学模型如下:式中P——电机的极对数。幽轴的磁链包含电枢电流、励磁磁链和永2永磁同步电机结构磁体磁链永磁电机结构,可以分为表贴式(SPM)和内置式(IPM)2种。不管是SPM或者是IPM,均可采用集【J【0L¨i+0J【Jg中绕组结构和分布短距绕组结构.SPM电机由于考式中、——幽轴电感,包括电枢反应电感L虑到高速下转
7、子离心应力等安全性因素影响.不适L和电枢绕组漏电感L。应做高速电机而内置式永磁电机因为有凸极率.
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