永磁电机设计精品.ppt

现代永磁电机理论与设计 主讲人： 韩雪岩 手算设计程序数据 图3-21 表面式永磁同步电动机端部漏磁计算因数 2）内置式 图3-22 内置式永磁同步电动机极间漏磁因数 －隔磁磁桥尺寸曲线 图3-23 内置式永磁同步电动机端部漏磁计算因数 图3-24 内置式永磁同步电动机极间漏磁因数 －永磁体尺寸曲线 (a) ＝0. 2cm (b) =0.4cm (c) =0.8cm 3、永磁体工作点的计算 （1）空载和负载工作点的计算特点 为避免混淆，以永磁同步电动机每对极的磁动势（A）和每极磁通（Wb）作为计算量。 空载 负载 对径向式 结构 对切向式结构 负载 （2）最大去磁时永磁体工作点校核计算 对调速永磁同步电动机来说 异步起动永磁同步电动机 反接状态 起动过程中转子转速接近同步转速时电枢磁动势和转子磁场轴线重合且方向相反的位置为“反接位置”，这种运行状态，为“反接状态”。 (a) =0的向量图 (b) ?0的向量图 图3-24 “反接状态”时电动机向量图 五、永磁同步电动机参数计算与分析 1、空载反电动势 图3-25 曲线 （2）内置式转子磁极结构 A）径向式结构 特点： 漏磁因数小 极弧因数易于控制 转子冲片机械强度高 安装永磁体后转子不易变形 次之 图3-5 内置径向式转子磁极结构 1—转轴 2—空气隔磁槽 3—永磁体 4—转子导条 磁性转轴磁力线 非磁性转轴磁力线 模型 模型 空载场磁力线 （B）切向式结构 特点： 漏磁因数较大，需采用相应的隔磁措施 制造工艺和制造成本较径向式结构有所增加 每极磁通由相邻两个磁极并联提供 磁阻转矩在电动机总电磁转矩的比例可达40％ 最大 图3-6 内置切向式转子磁极结构 1—转轴 2—空气隔磁槽 3—永磁体 4—转子导条 （C）混合式结构 特点： 结构和制造工艺较为复杂，制造成本也比较高 集中了径向式和切向式转子结构的优点 图3-7 内置式混合式转子磁极结构 1－转轴 2—空气隔磁槽 3—永磁体 4—转子导条 较大的 和凸极率（ ）可以提高电动机的牵入同步能力、磁阻转矩和电动机的过载倍数，因此设计高过载倍数的电动机时应充分利用大的凸极率所产生的磁阻转矩。 转子磁路结构选择注意： （C）爪极式转子磁极结构 特点： 不具备异步起动能力 结构和工艺较为简单。 图3-8 爪极式转子磁极结构 1—左法兰盘 2—圆环形永磁体 3—右法兰盘 4—非磁性转轴 3、隔磁措施 图3-9 几种典型的隔磁措施 1—永磁体 2—永磁体槽 3—转子铁心 4—转轴 5—转子导条 1）隔磁磁桥宽度b 和隔磁磁桥长度w 的选取 b）隔磁桥宽度b与σ0的关系 图3－10 隔磁桥尺寸对空载漏磁因数的影响 a）隔磁桥长度w与σ0的关系 三、永磁同步电动机的稳态性能 区别 1、稳态运行方程和相量图 (a) (b) (c) 去磁性质 (d) (e) 图3-11 永磁同步电动机几种典型相量图 2、稳态运行性能分析计算 （1）电磁转矩和矩角特性 永磁转矩 磁阻转矩 （a） 计算曲线 （b）实测曲线 图3-12 永磁同步电动机的矩角特性 Tpo永磁电动机的失步转矩倍数 Tpo=Tmax/TN （2）工作特性曲线 图3-13 工作特性曲线 1—功率因数曲线 2—效率曲线 3— 曲线 4— 曲线 （3）损耗分析计算 A）定子绕组电阻损耗 B）铁心损耗 定子齿、轭磁密 铁耗 图4－14 稀土永磁同步电动机铁耗－负载曲线 C） 机械损耗 参考实测值或者其它电机的计算方法 1、轴承摩擦损耗 滑动轴承 滚动轴承 2、通风损耗 D