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电动|电动车辆用永磁同步电机设计( 三 )



按关键词阅读: 设计 车辆 电动 永磁 同步电机


本课题所涉及电动机为径向磁场、内转子式的异步起动永磁同步电动机 , 采用正弦波供电电流 。
22永磁同步电动机的总体结构永磁同步电动机由定子、转子和端盖等部件构成 。
定子与普通感应电动机基本相同 , 采用叠片结构以减小电动机运行时的铁耗 。
转子铁心可做成实心或叠片叠压而成 。
电枢绕组既有采用集中整 。

13、距绕组的 , 也有采用分布短距绕组和非常规绕组的 。
一般来说 , 矩形波永磁同步电动机通常采用整距绕组 , 正弦波永磁同步电动机通常采用分布短距绕组 。
23永磁同步电动机的工作原理永磁同步电动机属于异步启动永磁同步电动机 , 其磁场系统由一个或多个永磁体组成 , 通常是在用铸铝或铜条焊接而成的笼型转子的内部 , 按所需的极数装镶有永磁体的磁极 。
定子结构与异步电动机类似 。
当定子绕组接通电源后 , 电动机以异步电动机原理起动动转 , 加速运转至同步转速时 , 由转子永磁磁场和定子磁场产生的同步电磁转矩(由转子永磁磁场产生的电磁转矩与定子磁场产生的磁阻转矩合成)将转子牵入同步 , 电动机进入同步运行 。
永磁同步电机的定子为三相对称绕组 , 与三相 。

14、异步电动机结构相同 。
转子上粘有钕铁硼(NdFeB)磁钢5 。
驱动器为交-直-交电压型逆变器 , 通过正弦波脉宽调制(SPWM)输出频率、电压可变的三相正弦波电压 。
三相正弦波电压在定子三相绕组中产生对称三相正弦波电流 , 并在气隙中产生旋转磁场 。
旋转磁场的角速度,其中为电动机对数 。
这个旋转磁场与已充磁的磁极作用 , 带动转子与旋转磁场同步旋转并使定、转子磁场轴线对齐 。
当外加负载转矩以后 , 转子磁场轴线将落后定子磁场轴线一个功率角 , 负载愈大 , 也愈大 , 直到一个极限角度m , 电动机失步为止 。
由此可见:同步电动机在运行中 , 要么转速与频率严格成比例旋转 , 否则就失步停转 。
所以 , 它的转速与旋转磁场同步 。
它的静态误差为零;在负载 。

15、扰动下 , 只是功率角变化 , 而不引起转速变化 , 它的响应时间是实时的 。
这是其它调速系统做不到的 。
但是 , 因为它存在失步问题 , 所以它不适合用于重载下运行 。
又由于它只能在频率渐升情况下才能启动 , 所以也不适于快速启动 。
24永磁同步电动机的特点永磁同步电动机应用广泛 , 具有以下特点:(1) 更高的综合节能效果 永磁同步电动机由永磁体激磁 , 无需励磁电流 , 故可显著提高功率因数(可达1甚至容性);定子电流小 , 定子铜耗显著减小;转子无铜耗(三相异步电动机转子绕组损耗约占总损耗的2030) , 因而发热低 , 可以取消风扇或减小风扇 , 从而无风摩耗或减少风摩耗 , 故永磁同步电动机一般比同规格异步电动机效率可提高28 , 并且在很宽的负载 。

16、变动范围内始终保持高的效率和功率因数 , 尤其在轻载运行时节能效果更显著 。
(2) 可满足某些工业应用需大的起动转矩和最大转矩倍数的动态需求 常规异步电动机起动转矩倍数和最大转矩倍数都有限 , 为达要求 , 需选择更大容量的异步电动机 , 而到了正常运行状态 , 异步电动机则又处于轻载运行状态 , 效率和功率因数均较低 。
例如为油田抽油机设计的具有异步起动能力的永磁同步电动机 , 起动转矩倍数可达3.6倍以上 , 效率可达94 , 功率因数可达0.95 , 既满足了负载动态时大转矩的要求 , 还具有很高的节能效果6 。
(3) 能满足低速直接驱动的需求 为了提高控制精度、减小振动噪声、杜绝油雾带来的不安全 , 也为了大转矩驱动的需求 , 近年来对低 。

17、速电动机的需求也不断增长 。
如用于电梯拖动的永磁同步曳引机 , 转矩提高了十几倍 , 取消了庞大的齿轮箱 , 通过曳引轮直接拖动轿厢 , 明显减小了振动和噪声 。
又如船用吊舱式电力推进器 , 将低速大转矩的永磁同步电动机置于船舱外的吊舱 , 无需原来的传动系统 , 直接驱动螺旋桨 , 实现船舶的运行和控制 。
这是船舶驱动技术的又一发展 , 国外自上世纪九十年代已成功用于豪华邮轮、专用油轮等7 。
(4) 能满足多极高功率因数的需求 近年来 , 永磁同步电动机朝着多极化发展 , 多极电机可显著减小定、转子铁心轭部高度 , 从而减小电机体积、减少铁心用量 。
多极电机还显著减小了定子端部长度 , 减小定子铜耗、从而减少发热、提高了效率 。


稿源:(未知)

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