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电动|电动车辆用永磁同步电机设计( 四 )



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如某安装于轿厢和井壁间隙 。

18、的永磁同步电动机 , 转子采用60极结构 , 显著缩短了定子线圈端部长度 , 实现无机房电梯 。
若仍用异步电动机驱动 , 随着极数增加 , 其功率因数明显降低 , 在轻载和空载时 , 功率因数将更低 , 因此在Y型系列电机中 , 10极电机已不多见 。
而该60极永磁同步电动机功率因数高达0.98 , 空载、轻载时甚至可达1 , 节能效果明显 。
(5) 高功率密度的需求 舰船、车辆受体积所限 , 要求电动机要有高功率密度、高转矩密度 。
永磁同步电动机由于无需激磁绕组 , 空间结构小 , 高性能的钕铁硼永磁材料具有高剩余磁感应强度和高矫顽力 , 从而可提供很高的磁负荷 , 使电机尺寸缩小 。
有些并联供磁的电机 , 磁负荷甚至可高达1特斯拉以上 。
传统电机的齿槽结构 , 约束着磁 。

19、负荷和电负荷的关系 , 过高的磁负荷将减小放置绕组的空间 , 成为实现高功率密度的瓶颈 。
1986年德国H.Weh教授首先提出横向磁场永磁电机(TransverseFluxPMMachineTFM)的设想 , 该设想一反传统结构 , 使电机的磁负荷和电负荷不再相互制约 , 特别适合高功率密度、大转矩、低速和直接驱动的场合 。
横向永磁电机我国目前还处于实验研究阶段 。
英国研制的用于舰艇的横向磁场电机 , 功率达10MW , 转速为180r/min 。
此外横向磁场电机在风力发电和海洋潮汐发电中也有应用 。
(6) 能够满足运动控制系统的需求 目前电气传动技术已从简单的速度控制发展到运动轨迹控制 。
由于永磁同步电动机比异步电动机更易于实现 。

20、磁场定向矢量变换控制 , 因此近年来永磁同步伺服电动机系统成了高精度数控机床、机器人等高科技设备的主流 。
在某些场合 , 甚至实现了1000001的调速范围和小于12的低速转矩波动 。
外国产品几乎占据了国内所有市场 , 功率一般为20W15KW 。
我国交流伺服电动机和驱动器 , 尚处在发展初期 。
此外机械加工设备的更新 , 需要各种永磁同步电动机 。
第3章 车用永磁同步电机设计过程31电机基本设计参数 本电动机是为满足一般小型乘用车的使用而设计的 , 完成一般客运的功率提供功能 , 其基本设计参数如下:额定功率 :;额定转速 :;额定线电压 :380V;额定效率 :;绝缘等级 :F;起动转矩倍数 :2.6;定子外径 :0.26 。

21、m;定子内径 :0.17m;气隙长度 :0.065m;转子内径 :0.06m;铁心长度 :0.19m;定转子槽数 :36/32;铁心材料 :DW315-50;转子结构型式内置径向型 。
32电机结构本电机适用于1.5吨以下车辆 , 采用径向磁场、绕组内置、W型转子导条结构 , 其大致尺寸如下图:图3-1本电机设计尺寸33永磁同步电动机的稳态性能分析331稳态运行和相量图正弦波永磁同步电动机(以下简称永磁同步电动机)与电励磁凸极同步电动机有着相似的内部电磁关系 , 故可采用双反应理论来研究 。
需要指出的是 , 由于永磁同步电动机转子直轴磁路中永磁体的磁导率很小 , 使得电动机直轴电枢反应电感一般小于交轴电枢反应电感 , 这一 。

22、点异于电励磁凸极同步电动机 。
电动机稳定运行于同步转速时 , 根据双反应理论可写出永磁同步电动机的电压方程8:(3-1)式中 永磁气隙基波磁场所产生的每相空载反电动势有效值(V);外施相电压有效值(V);定子相电流有效值(A);定子绕组相电阻();、直、交轴电枢反应电抗(); 定子漏抗();直轴同步电抗 , (3-2)交轴同步电抗 , (3-3)、直、交轴电枢电流(A)(3-4)与的夹角() , 称为内功率因数角 , 超前时为正 。
由电压方程可以画出永磁同步电动机不同情况下稳定运行时的典型相量图 , 如下图所示 。
图3-2永磁电机的几种典型向量图其中为气隙和成基波磁场所产生的电动势;为气隙和成基波磁场直轴分量所产生的电动势 。

23、 , 称为直轴内电动势;为超前的角度 , 即功率角 , 也成为转矩角 , 这一角度与输入功率、输出功率密切相关;为电压超前定子相电流的角度 , 即功率因数角9 。
图d中所示是直轴增 , 去磁临界状态(即与相同)下的相量图 , 由此可列出如下电压方程:(3-5)从而可以求得直轴增、去磁临界状态时的空载反电动势(3-6)上式通常用来判断所设计的电动机是运行于增磁状态还是运行于去磁状态 。
实际值由永磁体所产生的空载气隙磁通算出比较与 , 若前者大于后者 , 则电动机运行于去磁工作状态 , 反之将运行于增磁工作状态 。


稿源:(未知)

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