永磁同步电机学习笔记精编版

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培训学习资料-永磁电机-2022年学习资料

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中国名师教育网校一多媒体素材一物理-清华同方光-左手定则的演示-实验-根据如图实验-装置,闭合开-导线-电 -关观察金属杆-的运动方向。-十-磁铁-铁架台-开关-滑动变阻器-暂停-演示一-演示二演示三-演示四】-返 回-退出-PPT课件-6
2、我们常使用通电导体在磁场中某点受到的电-磁力与导体中电流和导体的有效长度的乘积的比值来-表示该点磁场的 质,并称为该点的磁感强度B。-即:R无-B:均匀磁场的磁感强度T-F:通电导体受到的电磁力N-I:导体中的 流强度A-L:导体在磁场中的有效长度m-PPT课件-7
ωt=240°-ωt=240°时电流和磁场情况-观察电流波形图及电机示意图可看出,合成磁场的转向取决于三相 流-的顺序。-PPT课件-15
wt=360°-ωt=360°时电流和磁场情况-电流随时间变化一周,电动机的气隙磁场在空间的位置也顺时针旋 转了360°。表明磁场的旋转速度与电流变化的频率有关。-PPT课件-16
☒电流入->0-⊙-电流出-wt=0时电流和磁场情况-A、C两相电流=0时为正,因此首端流入、-末端流出。 B相电流=0时为负,末端流入、首端流出。-相邻线圈电流流向一致,在气隙中生成合成磁场。-PPT课件-13
ωt=120°-ωt=120°时电流和磁场情况-可见当电流随时间变化120°,电动机的磁场在空间的位置也随 之旋转了120°。-观察电流波形图及电机示意图可看出,合成磁场的转向取决于三相电流-的顺序,A→B→C正序 气隙磁场顺时针旋转。-PPT课件-14
单相异步电动机的定子磁场-单相机定子-0-单相机转子-在定子绕组中通入单相交流电-电流正半周,线圈导体中通 -电流的负半周,线圈导体中通-的电流始终为正值-过的电流方向始终为负-合成兹场随时间大小不断变化,-但兹场 线的位置始终不变。-显然,单相异步电动机的定子磁场是一个大小和方向随时间不断变化、-但磁场轴线位置始终不变 脉动磁场。所以单向异步机的转子不会自行-起动,也就是说单相异步电动机的起动转矩为零。-PPT课件-20

永磁同步电机矢量知识讲解27页PPT

永磁同步电机矢量知识讲解27页PPT

66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做,明天再早也 是耽误 了。—,只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
永磁同步电机矢量知识讲解
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事, 只想现 在的事 。现在 有成就 ,以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人,心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前,莽撞的 人只能 引为烧 身,只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。

电机学同步电机部分知识点总结

电机学同步电机部分知识点总结
隐极机一般用汽轮机拖动,凸极机用水轮机拖动。
二、 对称负载时的电枢反应
1. 同步电机空载时,气隙磁场就是由励磁磁动势所产生的同步旋转的主磁场, 在定子绕组中只感应有空载电动势,因为定子电流为 0,所以端电压就等于 空载电动势。带上对称负载以后,定子绕组流过负载电流时,电枢绕组就会 产生电枢磁动势以及相应的电枢磁场,若仅考虑其基波,则它与转子同向、 同速旋转,它的存在使空气隙磁动势分布发生变化,从而使空气隙磁场以及 绕组中的感应电动势发生变化,这种现象称为电枢反应。
因此,与之对应有直轴电枢反应电抗和交轴电枢反应电抗,再把电枢反应电 抗与漏抗相加,可得直轴同步电抗和交轴同步电抗。
四、同步发电机的参数及测定 1.不饱和同步电抗和饱和同步电抗:不饱和同步电抗的数值要比饱和同步电抗的 数值大得多。(因为饱和时,磁阻大,电抗就小)(有一规律:气隙大,磁阻就大, 电抗就小) 2.漏抗的测定和保梯电抗(电抗三角形) (1)负载特性:当电枢电流及功率因数均为常数时,端电压与励磁电流之间的 关系曲线 U=f(If)称为负载特性。
同步电机的基本原理和运行特性
一、 同步电机(电机转子的转速和旋转磁场转速相同)的结构
转子上装有磁极和励磁绕组。当励磁绕组通以直流电流后,电机内就产生转 子磁场。同步电机的磁极通常装在转子上,而电枢绕组放在定子上,通常称为旋 转磁极式电机。
旋转磁极式同步电机的转子有隐极和凸极两种结构,隐极电机的气隙均匀, 凸极电机的气隙不均匀(极弧下较小,而极间较大)。
6. 由内功率因数角判断同步电机的运行方式。
三、 隐极+凸极同步发电机的分析方法
1.电枢反应电抗的物理意义:电枢反应磁场在定子每相绕组中所感应的电枢反应 电动势 ,可以把它看作相电流所产生的一个电抗电压降,这个电抗便是电枢 反应电抗 。 2.同步电抗: = + ,包含两部分,一部分对应于定子绕组的漏磁通,另 一部分对应于定子电流所产生的电枢反应磁通。在实用上,我们通常不把它们分 开,而是把 + 当作一个同步电抗来处理。

永磁同步电机矢量知识讲解共27页

永磁同步电机矢量知识讲解共27页
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ,而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
谢谢!
36、自己的鞋子,自己知道紧在哪里。——西班牙
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢,但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
永磁同步电机矢量知识讲解
41、实际上,我们想要的不是针对犯 罪的法 律,而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民,就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律,法律受制于情 理。— —托·富 勒
39、勿问成功的秘诀为何,且尽则殆。——孔子

永磁同步电机的基本知识和结构

永磁同步电机的基本知识和结构

WORD 文档可编辑技术资料 专业分享第一章永磁同步电机的原理及结构1.1永磁同步电机的基本工作原理永磁同步电机的原理如下在电动机的定子绕组中通入三相电流,在通入电流后就会在电动机的定子绕组中形成旋转磁场,由于在转子上安装了永磁体,永磁体的磁极是固定的,根据磁极的同性相吸异性相斥的原理,在定子中产生的旋转磁场会带动转子进行旋转,最终达到转子的旋转速度与定子中产生的旋转磁极的转速相等,所以可以把永磁同步电机的起动过程看成是由异步启动阶段和牵入同步阶段组成的。

在异步启动的研究阶段中,电动机的转速是从零开始逐渐增大的,造成上诉的主要原因是其在异步转矩、永磁发电制动转矩、矩起的磁阻转矩和单轴转由转子磁路不对称而引等一系列的因素共同作用下而引起的,所以在这个过程中转速是振荡着上升的。

在起动过程中,质的转矩,只有异步转矩是驱动性电动机就是以这转矩来得以加速的,其他的转矩大部分以制动性质为主。

在电动机的速度由零增加到接近定子的磁场旋转转速时,在永磁体脉振转矩的影响下永磁同步电机的转速有可能会超过同步转速,而出现转速的超调现象。

但经过一段时间的转速振荡后,最终在同步转矩的作用下而被牵入同步。

1.2永磁同步电机的结构永磁同步电机主要是由转子、端盖、及定子等各部件组成的。

一般来说,永磁同步电机的最大的特点是它的定子结构与普通的感应电机的结构非常非常的相似,主要是区别于转子的独特的结构与其它电机形成了差别。

和常用的异步电机的最大不同则是转子的独特的结构,在转子上放有高质量的永磁体磁极。

由于在转子上安放永磁体的位置有很多选择,所以永磁同步电机通常会被分为三大类:内嵌式、面贴式以及插入式,如图1.1所示。

永磁同步电机的运行性能是最受关注的,影响其性能的因素有很多,但是最主要的则是永磁同步电机的结构。

就面贴式、插入式和嵌入式而言,各种结构都各有其各自的优点。

图1-1面贴式的永磁同步电机在工业上是应用最广泛的,其最主要的原因是其拥有很多其他形式电机无法比拟的优点,例如其制造方便,转动惯性比较小以及结构很简单等。

永磁同步电机的基本知识和结构

永磁同步电机的基本知识和结构

WORD 文档可编辑技术资料 专业分享第一章永磁同步电机的原理及结构1.1永磁同步电机的基本工作原理永磁同步电机的原理如下在电动机的定子绕组中通入三相电流,在通入电流后就会在电动机的定子绕组中形成旋转磁场,由于在转子上安装了永磁体,永磁体的磁极是固定的,根据磁极的同性相吸异性相斥的原理,在定子中产生的旋转磁场会带动转子进行旋转,最终达到转子的旋转速度与定子中产生的旋转磁极的转速相等,所以可以把永磁同步电机的起动过程看成是由异步启动阶段和牵入同步阶段组成的。

在异步启动的研究阶段中,电动机的转速是从零开始逐渐增大的,造成上诉的主要原因是其在异步转矩、永磁发电制动转矩、矩起的磁阻转矩和单轴转由转子磁路不对称而引等一系列的因素共同作用下而引起的,所以在这个过程中转速是振荡着上升的。

在起动过程中,质的转矩,只有异步转矩是驱动性电动机就是以这转矩来得以加速的,其他的转矩大部分以制动性质为主。

在电动机的速度由零增加到接近定子的磁场旋转转速时,在永磁体脉振转矩的影响下永磁同步电机的转速有可能会超过同步转速,而出现转速的超调现象。

但经过一段时间的转速振荡后,最终在同步转矩的作用下而被牵入同步。

1.2永磁同步电机的结构永磁同步电机主要是由转子、端盖、及定子等各部件组成的。

一般来说,永磁同步电机的最大的特点是它的定子结构与普通的感应电机的结构非常非常的相似,主要是区别于转子的独特的结构与其它电机形成了差别。

和常用的异步电机的最大不同则是转子的独特的结构,在转子上放有高质量的永磁体磁极。

由于在转子上安放永磁体的位置有很多选择,所以永磁同步电机通常会被分为三大类:内嵌式、面贴式以及插入式,如图1.1所示。

永磁同步电机的运行性能是最受关注的,影响其性能的因素有很多,但是最主要的则是永磁同步电机的结构。

就面贴式、插入式和嵌入式而言,各种结构都各有其各自的优点。

图1-1面贴式的永磁同步电机在工业上是应用最广泛的,其最主要的原因是其拥有很多其他形式电机无法比拟的优点,例如其制造方便,转动惯性比较小以及结构很简单等。

同步电机学习知识 10.27

同步电机学习知识 10.27

同步电机的基本结构同步电机的基本构造型式有:磁极旋转式和电枢旋转式。

由于电枢旋转式从转动着的电枢绕组要通过滑动接触才能输出或者输入电能,存在着许多的限制。

所有主要使用的是磁极旋转式。

磁极旋转式的结构即励磁绕组在转子上,电枢绕组在定子上。

转子分为隐极式和凸极式。

隐极式气隙均匀,适用于高速旋转;凸极式气隙不均匀,旋转事空气阻力较大。

同步电机的工作原理原动机驱动转子以同步速n 1旋转,即(n=n 1),在气隙磁场中形成旋转磁场,定子三相绕组切割该旋转磁场,感应电势的频率为160pn f =同步电动机的工作原理图如下所示图1 同步电机工作原理图定子三相交流绕组接三相电源。

定子产生合成旋转磁场,依靠磁拉力驱动直流励磁的转子同速同向旋转。

160n=n fp =同步电机无论是作为发电机还是电动机,它的转子转速总等于由电机极对数和电枢电流频率所决定的同步转速。

同步电机运行处于哪一种状态,主要取决于定子合成磁场与转子主n磁场之间的夹角δ,δ称为功率角。

若转子主磁场超前于定子合成磁场即δ>0,此时转子输出机械功率,定子绕组向电网或者负载输出电功率,电机作为发电机运行。

若转子主磁场与定子合成磁场的轴线重合,δ=0,则电磁转矩为零。

此时电机内没有有功功率的转换,电机处于补偿机状态和空载状态。

若转子主磁场滞后于定子合成磁场,δ<0,此时定子从电网吸收电功率,转子可拖动负载而输出机械功率,电机作为电动机运行。

对称负载时电枢反应在电枢绕组内每相的电枢电流I 和励磁电势E 之间的相角ψ为内功率因数角。

电枢电流产生的磁势对气隙磁场的影响叫作电枢反应。

当功率因数角ψ=0°时(即电枢电流I 与励磁电动势E 同相位时),称为交轴电枢反应,发电机不发出无功功率;当功率因数角ψ≠0°时(即电枢电流I 与励磁电动势不同相时),电枢磁动势Fa 滞后于主极磁动势F f 于90°+ψ电角度。

由于F a 与F f 同向、同时旋转,所以它们之间的相对位置将始终保持不变。

《电气工程概论》第一章第三节 同步电机 课堂笔记及练习题

《电气工程概论》第一章第三节 同步电机 课堂笔记及练习题

《电气工程概论》第一章第三节同步电机课堂笔记及练习题主题:第一章第三节同步电机学习时间: 2015年11月9日--11月15日内容:我们这周主要学习交流电机的另一种——同步电机,通过学习我们要掌握同步电机的工作原理、结构,掌握同步电机并网所需要的条件,了解电动势平衡方程式及电枢反应,了解同步电机的各种特性和功率平衡。

第一章电机与电器基础第三节电机1.3.3 同步电机同步电机属于交流电机,其转子转速为一固定的同步转速。

同步电机有三种运行方式:发电机、电动机和调相机。

同步电机最重要的用途是作发电机用。

现代电网的电能几乎全部由三相同步发电机提供。

有时工作于同步补偿机状态,提供无功功率,改善电网的功率因数。

1.同步电机的原理和结构转子绕组直流电励磁产生固定的N、S磁极。

原动机带动转子转动,定子绕组切割磁力线,产生三相交流电。

定子产生旋转磁场与转子同步运行。

此时同步电机处于发电机运行状态。

定子三相绕组通入三相交流电,产生旋转磁场。

转子绕组通入直流励磁产生固定N、S极。

这样旋转磁场就吸引转子同步旋转。

此时发电机处于电动机运行状态。

同步电机的转子有两种构造型式,即凸极式和阴极式。

凸极式转子上有明显凸出的成对磁极和励磁绕组。

当励磁绕组中通过直流励磁电流后,每个磁极就出现一定的极性。

隐极式转子的转子铁芯为圆柱形,沿着转子圆周表面开有许多槽,用来嵌入励磁绕组。

同步电机无论作为发电机或电动机,它的转子速度总等于由电机极对数和电枢电流频率所决定的同步转速,同步由此得名。

2.同步发电机的空载运行当外加原动机带动发电机转子在同步转速下运行,并且转子的励磁绕组通以励磁电流时,电枢绕组开路即为同步发电机的空载运行。

空载运行时,电枢电流等于零,其气隙磁场由转子磁动势单独建立。

电枢绕组切割旋转磁场产生感应电动势,电枢绕组开路时的端电压等于空载电动势。

3.同步发电机的负载运行(1)电枢反应及电动势方程当负载运行时,三相对称电流流过定子三相绕组,形成电枢旋转磁动势,它与转子旋转磁动势同步,且转向相同。

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永磁同步电机学习笔记精编版MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】1.内功率因数角:定子相电流与空载反电势的夹角,定子相电流超前时为正。

2.功率角(转矩角):外施相电压超前空载反电势的角度,是表征负载大小的象征。

3.功率因数角:外施相电压与定子相电流的夹角。

4.内功率因数角决定直轴电枢反应是出于增磁还是去磁状态的因素。

5.实际的空载反电势由磁钢产生的空载气隙磁通在电枢绕组中感应产生,当实际反电势大于临界反电势时,电动机将处于去磁工作状态。

空载损耗与空载电流是永磁电机出厂试验的两个重要指标,而空载反电势对这两个指标的影响尤其重大。

空载反电势变动时空载损耗和空载电流也有一个最小值,空载反电势设计得过大或过小都会导致空载损耗和空载电流的上升,这是因为过大或过小都会导致空载电流中直轴电流分量急剧增大的缘故。

还对电动机的动、稳态性能均影响较大。

永磁机的尺寸和性能改变时,曲线定子电流I=f(E)是一条V形曲线。

(类似于电励磁同步机定子电流和励磁电流的关系曲线)6.由于永磁同步电动机的直轴同步电抗一般小于交轴同步电抗,磁阻转矩为一负正弦函数,因而矩角特性曲线上最大值所对应的转矩角大于90度,而不像电励磁同步电机那样小于90度。

这是一个特点。

7.工作特性曲线:知道了空载反电势、直轴同步电抗、交轴同步电抗和定子电阻后,给出一系列不同的转矩角,便可以求出相应的输入功率,定子相电流和功率因数,然后求出电动机在此时的损耗,便可以得到电动机出去功率和效率,从而得到电动机稳态运行性能与输出功率之间的关系曲线,即为电动机工作曲线。

8.铁心损耗:电动机温度和负载变化导致磁钢工作点改变,定子齿、轭部磁密也随之变化。

温度越高,负载越大,定子齿、轭部的磁密越小,铁耗越小。

工程上采用与感应电机铁耗类似的公式,然后进行经验修正。

9.计算极弧系数:气隙磁密平均值与最大值的比值。

它的大小决定气隙磁密分布曲线的形状,因而决定励磁磁势分布的形状、空气隙的均匀程度以及磁路的饱和程度。

其大小还影响气隙基波磁通与气隙总磁通比值,即磁钢利用率,和气隙中谐波的大小。

10.永磁电机气隙长度:是非常关键的尺寸。

尽管他对于永磁机的无功电流影响不如感应电机敏感,但对于交直轴电抗影响很大,继而影响电动机的其他性能。

还对电动机的装配工艺和杂散损耗影响较大。

11.空载漏磁系数:是很重要的参数,是空载时总磁通与主磁通之比,是个大于1 的数,反映空载时永磁体向外磁路提供的总磁通的有效利用程度。

空载漏磁系数以磁导表示的表达式又正好是负载时外磁路应用戴维宁定理进行等效转换的变换系数,同时由于负载情况的不同,电枢磁动势大小不同,磁路的饱和程度也随之改变,气隙磁导、漏磁导和空载漏磁系数都不是常数。

一方面,空载漏磁系数大表明漏磁导大,磁钢利用率差。

另一方面,空载漏磁系数大表明电枢反映的分流作用大,电枢反应对磁钢的实际作用值就小,磁钢的抗去磁能力强。

它不仅标志着磁钢的利用程度,而且对磁钢材料的抗去磁能力和电动机性能有较大影响,还对弱磁扩速有影响。

极弧系数越大,气隙长度越小,点击的极间漏磁系数越小。

在正常设计范围内,磁钢磁化方向长度越大,电机的气隙长度却大,磁钢端部漏磁计算系数越大。

12.对调速永磁同步电动机来讲,磁钢去磁最严重的情况是运行中的电动机绕组突然短路。

短路电流产生直轴电枢磁动势而对磁钢起去磁作用。

13.计算交直轴电抗时,可不考虑直轴电枢反映电抗的非线性,但是必须考虑交轴磁路的饱和对交轴电枢反映电抗的影响。

14.相对地,直轴电枢反映电抗对永磁机性能影响比交轴电枢反映更加敏感。

增加磁钢磁化方向长度以减小直轴电枢反映电抗,可以明显提高电动机的过载能力。

为得到较高的功率因数和空载反电势,可增加绕组匝数和铁心长度,但同时会导致直、交轴电枢反映电抗,使得电动机过载能力变小。

15.表面凸出式永磁电机性能类似于隐极,故而交直轴电枢反映磁密的波形系数等于1。

表面式转子磁路结构分为凸出式和插入式。

由于永磁材料的相对回复磁导率接近1,故表面凸出的电磁性能属于隐极转子结构。

表面插入式的相邻两永磁磁极间有着磁导率很大的铁磁材料,故在电磁性能上属于凸极转子结构。

16.负载法既可以考虑磁路的饱和,又计及直、交轴磁场的相互影响(共磁路)。

17.磁钢尺寸设计不合理、漏磁系数过小、电枢反映过大、所选用磁钢的内禀矫顽力过低和电动机工作温度过高等因素都可以导致电动机中永磁体的失磁。

因此要准确计算和合理设计磁钢的最大去磁工作点。

18.永磁同步机一般设计的即便在轻载运行时功率因数和效率也比较高,是一个非常可贵的优点。

19.设计中可通过增大绕组串联匝数和增加磁钢用量来提高空载反电势。

前者只能在电动机起动转矩、最小转矩、失步转矩有裕度的前提下实现;后者要保证电机磁路不能过于饱和及制造成本的问题。

20.较高的空载反电势不仅可以提高稳态运行是功率因数,还可以使得运行于冲击负载下的永磁同步机具有较强的稳定性、高的平均功率因数和平均效率。

较高功率因数还使得定子电流变小、铜耗下降、效率提高和温度下降。

故而设计高功率因数的永磁机是提高电动机效率的一条重要途径。

21.永磁机杂散损耗比同规格感应机大。

前者气隙磁场谐波含量比后者大。

极弧系数(磁钢槽及隔磁措施有关)设计不合理,气隙磁场谐波尤其大。

采用Y星形接法双层短距或正弦绕组,合理设计极弧系数,减小槽开口宽或采用闭口槽、磁性槽楔(减小齿磁导谐波导致的杂耗,但漏磁系数和槽漏抗有所增大)。

适当加大气隙长度。

通常要大于~0.02cm,容量越大大的越多。

22.变频器供电加上转子位置闭环控制系统构成自同步永磁机。

反电势和供电波形都是矩形波的电动机叫无刷直流电动机,都是正弦波的叫正弦波永磁同步电动机。

23.矩形波永磁机中磁钢所跨极弧角小于180°时,随着极弧角的增大,电动机的平均转矩也单调增大。

但是电动机的纹波转矩含量与极弧角的关系则较为复杂,设计是要同时考虑这两个因素。

24.只有当电流与反电势同向时电动机才能得到单位电流转矩的最大值。

(定子磁动势空间矢量与永磁体磁场空间矢量正交)25.正弦波永磁同步机的控制运行是与系统中的逆变器密切相关的,其运行性能收逆变器制约。

最明显的是电动机的相电压有效值的极限值和相电流的有效极限值要受到逆变器直流侧电压和逆变器的最大输出电流的限制。

(当逆变器直流侧电压最大值为U时,Y接的电动机可达到的最大基波相电压有效值U1=U/根号6。

在dq轴系统中的电压极限值为u=根号3*U)。

26.电压极限椭圆:对某一给定转速,电动机稳态运行时候,定子电流矢量不能超过该转速下的椭圆轨迹最多落在椭圆上。

随着转速的提高,电压极限椭圆的长轴与短轴与转速成反比相应缩小,形成了一簇椭圆曲线。

27.电流极限圆:定子电流空间矢量既不能超过电动机的电压极限椭圆,也不能超过电流极限圆。

轴代表永磁转矩,恒转矩曲线上各点是永磁转矩和磁阻转矩的合成。

当转矩小时,最大转矩/电流轨迹靠近q轴,表明永磁转矩起主导作用;当转矩增大时,与电流平方成正比的磁阻转矩要比与电流呈线性关系的永磁转矩增加的更快,故会远离q 轴。

进一步,定子齿的局部饱和将导致定子电流增加时电动机最大转矩/电流轨迹想q 轴靠近。

29.矢量控制方法:1)直轴电流i=0控制。

从端口看相当于一台他励直流电动机,定子电流中只有交轴分量,且定子磁动势空间矢量与磁钢磁场空间矢量正交。

对表面凸出式转子磁路结构来说,此时单位定子电流获得最大转矩。

此时,电动机的最高转速即取决于逆变器可提供的最高电压,也决定于电动机输出转矩。

电动机可达到的最高电压越大,输出转矩越小,最高转速越高。

30.一般对于调速永磁机主要的要求是:调速范围宽、转矩和转速平稳、动态响应快速准确、单位电流转矩大。

31.调速永磁同步电动机是与相匹配的功率系统的有关性能密不可分。

设计时根据传动系统的应用场合和有关技术经济要求,首先确定电动机的控制策略和逆变器的容量,然后根据电机设计有关知识来设计电动机。

传动系统的主要特征是它的调速范围和动态响应性能。

调速范围分为恒转矩调速区和恒功率调速区。

用工作周期来表示电动机的运行过程。

动态响应性能常常以静止加速到额定转速所需要的加速时间来表示(kW 级别的电动机一般仅几十ms )。

最大转矩是额定转矩的3倍左右。

33.调速永磁同步电机的主要尺寸可以由所需的最大转矩和动态响应性能指标确定。

当最大电磁转矩指标为max ()T N m ⋅,则有:24max 11104ef i T B L D A δ-=⨯-----------------------(1)式中 1B δ ------气隙磁密基波幅值(T );A ----- 定子电负荷有效值(A/cm ),11dp mNI K A p τ=-----------------------------------(2) 当选定电动机的电磁负荷后,电动机的主要尺寸62max 11410i ef T D L P τ⨯=--------------------------------(3)动态响应性能指标的要求体现为在最大电磁转矩作用下,电动机在时间b t 内可线性地由静止加速到转折速度(此时的转折速度又称为基本转速)b ω,即 maxb bJ J T p t pt ωω∆==∆--------------------------------(4) 式中 J-------电动机转子和负载的转动惯量(^2)。

电动机的最大电磁转矩与转动惯量之比max b bT J pt ω=------------------------------------(5)而电动机的转子转动惯量可近似表示为471()1022i Fe ef D J L πρ-=⨯-------------------------(6) 将(1)和(6)代入(5)就可以得到定子外径1i D =(7)从而确定了定子内径和铁心长度这两个主要尺寸。

定子外径的确定在保证散热的前提下可以为提高电动机效率而增大外径和降低成本而减小外径。

34.永磁体设计磁钢尺寸连同电动机转子磁路结构,便决定了电动机的磁负荷,而磁负荷则决定着电动机的功率密度和损耗。

表面转子磁路结构,磁钢尺寸近似地: {{21R M R M p h B B b δματ=-=-------------------------(8)35.磁钢磁化方向长度直接决定了电动机直轴电感的大小和永磁磁链的大小。

36.磁钢的磁化方向长度与电动机气隙长度由很大关系,气隙越长,磁钢的磁化方向长度也越大。

37.正弦波永磁同步电动机中磁钢产生的气隙磁密并不呈正弦波分布,因而时必须合理设计电枢绕组以减少转矩纹波。

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