理论教育 选择与应用:分数槽集中绕组槽极数组合

选择与应用:分数槽集中绕组槽极数组合

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:如前所述,集中绕组的好处是绕组端部短,齿槽转矩和转矩脉动低,因为有较少的槽定子容易装配和以更便宜的方法生产。在此基础上,本节继续展开对分数槽集中绕组槽极数组合的讨论,分析影响槽极数Z/p组合选择的若干制约因素:奇数槽或偶数槽、单层绕组或双层绕组、绕组磁动势谐波与转子涡流损耗、Z/p组合的最小公倍数值和齿槽转矩、绕组排列与不平衡径向磁拉力、转矩波动等。

选择与应用:分数槽集中绕组槽极数组合

在设计无刷直流电机时,我们期望通过正确的参数选择,使电机能有较高的绕组系数,较低的齿槽转矩和转矩波动,较低的噪声,较低的损耗和较高的效率等。

如前所述,集中绕组的好处是绕组端部短,齿槽转矩和转矩脉动低,因为有较少的槽定子容易装配和以更便宜的方法生产。另一方面,与整数槽相比,它的基波绕组系数稍低;集中绕组永磁无刷电动机由于其极数和槽数很接近,绕组分布远不是正弦的,定子磁动势MMF包含丰富的谐波,从而可能产生较明显的动态转矩波动和转子涡流损耗等问题。

在表5-3给出了三相无刷直流电动机槽极数Z/p组合选择表,表中这些组合均能组成分数槽集中绕组,并且绕组系数不低于0.866。在选择表中,每个Z列,都有偶数个可选择的Z/p组合,呈现有规律的排列;处于中间位置的两个组合称为基本组合,它们的单元电机的Z0/2p0比接近于1,与同一Z列的其他组合相比它们有更大的绕组系数。在此基础上,本节继续展开对分数槽集中绕组槽极数组合的讨论,分析影响槽极数Z/p组合选择的若干制约因素:奇数槽或偶数槽、单层绕组或双层绕组、绕组磁动势谐波与转子涡流损耗、Z/p组合的最小公倍数(LCM)值和齿槽转矩、绕组排列与不平衡径向磁拉力(UMP)、转矩波动等。(www.daowen.com)

在电机初步设计选择Z/p组合时,转子极对数p的选择是首要决策之一。主要由电动机最高转速和电子驱动器可提供的最高工作频率决定极对数p的选择范围,然后选择定子槽数Z。在极对数p的允许范围内,如果选择较少的p,旋转频率较低,定子有较低铁损耗;有可能选择较少的Z,槽绝缘和相间绝缘所占比例减少,可以有较大的槽面积空间放置铜线;选择较少的Z将减少下线工时。如果选择较多的p,有更多的Z/p组合可以选择,有更多优选机会;如下述,有可能得到较大LCM,降低齿槽转矩;可选择较多的Z,线圈端部尺寸较小,绕组电阻和损耗有可能降低。

使用表5-3三相无刷直流电动机Z/p组合选择表选取具体的槽极数组合时,下面一些制约因素需要考虑和正确选择。

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