理论教育 比较不同相数、导通角下铜损耗相同的电机转矩

比较不同相数、导通角下铜损耗相同的电机转矩

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:为了进一步评估比较不同相数和导通角电机的性能,引用参考文献[10]的研究结果。它们在不同导通角下,改变相电流幅值,以维持电流有效值相同。目的是在相同铜损耗条件下进行分析对比。从上述结果可见,所比较的5种情况表明,无论是两相、三相或五相电机,将导通角增大到180°,虽然电机的平均转矩有可能增加,但是转矩波动将会明显增大,是不可取的。

比较不同相数、导通角下铜损耗相同的电机转矩

为了进一步评估比较不同相数和导通角电机的性能,引用参考文献[10]的研究结果。该文献以有限元分析法为工具,分析比较了两相、三相和五相无刷电机的转矩。它们都有4极转子,表面贴装磁铁铁氧体材料Br=0.4T),极弧角为90°,径向磁化,转子外径为26.5mm,它们的绕组均为q=1。以120°导通角三相电机作为比较参考基准,评估两相和五相电机不同导通角激励下的性能。所有电机的铁和铜用量是保持相同的,改变的是线圈匝数和槽宽。它们在不同导通角下,改变电流幅值,以维持电流有效值相同。例如导通角为120°时,幅值设为1,则180°为0.818,144°为0.912。目的是在相同铜损耗条件下进行分析对比。

以120°导通角三相电机为比较基准,分析比较结果归纳见表3-36,由该表可见:

1)三相电机在导通角为180°情况下,由于电流幅值降低,总开关损耗减少。它的峰值转矩增加到1.11倍,平均转矩增加到1.06倍。但是稳态转矩波动增加到2.3倍。

2)两相电机在导通角为180°情况下,转矩波动频率下降。由于电流幅值降低,总开关损耗减少。峰值转矩增加到1.19倍,平均转矩增加到1.18倍。但是稳态转矩波动增加到1.64倍。

3)五相电机在导通角为144°情况下,峰值转矩和平均转矩都增加到1.12倍,而且稳态转矩波动降低到0.72倍。(www.daowen.com)

4)五相电机在导通角为180°情况下,峰值电流降低1.22倍,平均转矩增加到1.11倍,峰值转矩增加到1.14倍,但是稳态转矩波动增加到1.25倍。

从上述结果可见,所比较的5种情况表明,无论是两相、三相或五相电机,将导通角增大到180°,虽然电机的平均转矩有可能增加,但是转矩波动将会明显增大,是不可取的。与传统的三相(导通角为120°)相比较,五相(导通角为144°)是一种较为有利的选择,它的峰值转矩和平均转矩都增加,而转矩波动明显降低。当然,这是以较高功率器件成本和更高的开关损耗为代价的。

表3-36 在相同铜损耗下几种电机稳态转矩的分析比较结果

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