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澳门永利官网棋牌.电机(二)——永磁同步电机概述

发布时间:2024-02-11 08:24:35 来源:永利澳门官网入口 作者:永利皇宫棋牌2023最新版本

产品介绍

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  两种结构。分布式绕组与异步电动机的定子多相交流绕组相似,一般希望分布在定子槽中的定子绕组产生的理想磁通势为正弦波,然而实际绕组不会产生理想的正弦波。定义每极每相绕组槽数q=Z/(2 * np * m),Z为定子槽数,np为电动机极对数,m为电动机定子绕组相数。

  PMSM的转子主要包括永磁体、转子铁芯、转轴、轴承等。传统的电网供电异步启动永磁同步电动机的转子会安装有笼型绕组,现代变频调速用永磁同步电动机通常不会安装转子绕组。根据永磁体在转子铁芯中的位置可以划分为表面式与内置式PMSM。表面式PMSM又可以划分为表贴式与插入式两种结构。见下图3、图4、图5所示。

  结构简单、制造成本低、转动惯量小,在恒功率运行范围不宽的三相PMSM和永磁无刷直流电机中得到广泛的应用。表贴式转子结构中的永磁磁极易于实现最优设计,能使电机的气隙磁密波形趋于

  ,提高电机的功率密度,使得电机的动态性能较表贴式转子结构有所改善,制造工艺也较简单,但漏磁系数和制造成本都较表贴式转子结构大。

  对于永磁性材料,它的磁导率与空气相同,而不是与铁磁性材料相同。可以这么来理解这个事实,铁磁性材料相当于电导率高的电阻,空气相当于电导率很低的电阻,而永磁性材料则相当于电流源。电流源内阻很大,因而电导率很低;然而它会发出电流。永磁性材料相对磁导率很低,然而它能产生磁通。在戴维南定律中,电流源相当于开路,电导率接近于0,因此就不难想象在磁路中为什么磁钢相当于空气了。

  图(a)是内嵌式永磁同步电机,即凸极永磁同步电机,图(b)是表贴式永磁同步电机,即隐极永磁同步电机。电机的d轴和q轴是一个很重要的概念,他们是相对于转子而言的。对于电机来说,d轴即转子磁钢磁极所在轴线,方向是从S极指向N极。q轴与d轴垂直,方向逆时针沿d轴转过90度。说是凸极隐极,其实是根据d轴和q轴的同步电感来确定的。发现了吗?内嵌式永磁同步电机里头d轴方向的用铁量比较少,因为除了空气气隙,还有永磁体占用了一定空间。永磁体磁导率相当于空气!而q轴除了空气气隙就是铁了,用铁量比d轴要多,所以d轴电感小,q轴电感大。而隐极的磁铁是在空气隙里头的,d轴方向和q轴方向用铁量一样多。所以d轴和q轴的电感相等。【来源:乐叔】

  (\psi_{11}(\theta,i))是定子绕组电流产生的磁场匝链到定子绕组自身的磁链分量:

  永磁同步电动机定子绕组中通入三相电流后,由电流产生的磁通分为两部分:一部分为漏磁通(此部分电感与转子位置无关,为一个恒定值);一部分为主磁通,该磁通穿过气隙且与其他两相定子绕组交链,当电机转子转动时,凸极效应会引起主磁通路径的磁阻变化,对应的电感系数也相应发生变化。在距离d轴角度为\theta的点Q处,单位面积的气隙磁导\lambda_{\delta}(\theta)可以足够精确地表示为:

  (PS凸极效应:凸极电机的气隙不均匀,也即直轴(d轴)和交轴(q轴)的有效气隙不同。交-直轴电枢反应电抗对电机性能的影响称为凸极效应。凸极率常用交轴电感Lq与直轴电感Ld的比值表示。)

  以A相定子绕组为例,当通入电流i_{A}时,在A相定子绕组轴线方向的磁动势F_{A}与Q点处单位面积的气隙磁导\lambda_{\delta \theta}对应的A相定子绕组气隙磁链\psi_{A\delta}(\theta)满足如下关系:

  (11)和(12)式中,L_{1}为漏自感的平均值,与A相定子绕组漏磁链\psi_{A\sigma}有关,与转子位置无关;L_{s0}为A相定子绕组自感的平均值,L_{s2}为A相定子绕组自感二次谐波的幅值。可以看出,有关系式成立:

  由于B相定子绕组和C相定子绕组与A相定子绕组在空间互差120^\circ,可以认为A、B、C三相定子绕组各自的漏电感相等,即有

  当A相定子绕组通入电流i_{A}时,在A相的定子绕组轴线方向的磁动势F_{A}可分解为d轴方向的直轴磁动势分量F_{Ad}和q轴方向的交轴磁动势分量F_{Aq}。

  由于空间对称性,当B相定子绕组通入电流i_{B}时,B相定子绕组与A相定子绕组的互感可表示为:

  将转子永磁体等效为具备电流i_{f}的转子励磁绕组f,转子绕组f与定子绕组之间的互感矩阵[M_{sf}]为: