理论教育 内置式转子结构电枢反应磁动势的影响优化

内置式转子结构电枢反应磁动势的影响优化

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于大功率电机,特别是采用内置式转子结构时,电枢反应磁动势的影响使气隙磁场、反电动势和电磁转矩波形畸变,电机性能恶化,转矩波动加剧,不容忽视。与表面安装式磁钢转子的情况不同,内置式转子永磁无刷电机交轴电枢反应磁动势的磁路不必通过永磁片,而直接经过由软磁材料形成的低磁阻磁路,因此其影响就变得明显起来。在一个状态中直轴电枢反应磁动势经历了由最大去磁到最大增磁的过程,气隙磁场平均值变化不大。

内置式转子结构电枢反应磁动势的影响优化

对于大功率电机,特别是采用内置式转子结构时,电枢反应磁动势的影响使气隙磁场、反电动势和电磁转矩波形畸变,电机性能恶化,转矩波动加剧,不容忽视。

例如参考文献[7]认为在小功率永磁电机的设计中,由于电枢电流和电枢反应磁动势较小,且转子直径小,离心力不大,永磁磁钢常采用表面安装形式,对交直轴电枢反应磁动势的磁阻均较大,电枢反应磁动势的影响不明显。然而当电机功率较大时,一方面由于定子电流的增大使电枢反应磁动势增强,另一方面,转子直径大,离心力增大,磁钢安装形式不宜再采用表面安装,而多采用内置安装,电枢反应磁动势的磁路发生了变化,电枢反应必须加以考虑。如电动汽车驱动用永磁无刷电机,功率一般达到几十千瓦以上,且为了尽量提高功率密度额定转速要达到3000r/min或更高才能满足系统要求,因此气隙磁场一般设计得较弱,而在起动、爬坡时为了获得低速大扭矩,主要靠加大定子电流来实现,这样电枢反应磁动势的影响就变得非常明显。(www.daowen.com)

与表面安装式磁钢转子的情况不同,内置式转子永磁无刷电机交轴电枢反应磁动势的磁路不必通过永磁片,而直接经过由软磁材料形成的低磁阻磁路,因此其影响就变得明显起来。在一个状态中直轴电枢反应磁动势经历了由最大去磁到最大增磁的过程,气隙磁场平均值变化不大。但交轴电枢反应使气隙磁场波形产生明显的畸变。例如,参考文献[1]对一台50kW多相4极内嵌式切向磁化转子的无刷电机试验分析,实测负载时气隙磁通密度分布呈前高后低,气隙磁场最大畸变达19%。而在一个状态内一个极下磁通量的相对变化率只有3.09%。可见,电枢反应使得极下磁通量减少不大,但气隙磁场波的畸变会使转矩脉动加剧,尤其是在低速大扭矩的时候。

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