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永磁同步電動(dòng)機(jī)之永磁電機(jī)參數(shù)計(jì)算

[點(diǎn)擊量:15109][來源:立新]

2013-07-24

永磁同步電動(dòng)機(jī)永磁電機(jī)參數(shù)計(jì)算

    本節(jié)以永磁同步電機(jī)為例,介紹永磁電機(jī)的參數(shù)計(jì)算方法。根據(jù)磁場分析結(jié)果,求電機(jī)的參數(shù)有許多方法,但各種方法的精度不同。由于數(shù)值計(jì)算時(shí)兩個(gè)大數(shù)相減會(huì)減少有效數(shù)字的位數(shù),應(yīng)盡量避免兩個(gè)大數(shù)相減。為提高計(jì)算精度,經(jīng)實(shí)踐,推薦下列計(jì)算方法。

    3.1氣隙磁通密度

利用電磁場計(jì)果,可以求得電機(jī)氣隙磁通密度的分布情況,如圖49所示,設(shè)在定子鐵心和氣隙交界面上共有n個(gè)節(jié)點(diǎn),第k個(gè)節(jié)點(diǎn)與第k + 1個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的圓弧長度為瓦,依次類推。由式(4-6 ),當(dāng)剖分足夠細(xì)時(shí),可以認(rèn)為在第k段弧上的徑向氣隙磁密。式中A ,Al ―分別為第k個(gè)節(jié)點(diǎn)與第k + 1個(gè)節(jié)點(diǎn)處的磁矢位。節(jié)點(diǎn)k處的徑向磁密可通過節(jié)點(diǎn)k左、右兩條單元邊上徑向磁密的加權(quán)平均得到。

    對徑向氣隙磁密進(jìn)行諧波分析,可得到氣隙磁密的基波和各次諧波幅值,圖4一10給出了一臺(tái)樣機(jī)氣隙磁密及其基波的分布曲線。

3.2空載勵(lì)磁電動(dòng)勢

空載勵(lì)磁電動(dòng)勢可通過計(jì)算空載氣隙滋密和相繞組磁鏈等方法求得。但用式(446)求B時(shí)出現(xiàn)了兩個(gè)大數(shù)相減,要盡量避免.此處介紹一種計(jì)算簡便、精度較高的方法―根據(jù)定子內(nèi)圓上節(jié)點(diǎn)磁矢位的傅里葉分解直接計(jì)算勵(lì)磁電動(dòng)勢。以一個(gè)周期內(nèi)定子內(nèi)表面上節(jié)點(diǎn)的磁位為縱坐標(biāo)進(jìn)行傅里葉分解,得到分布曲線A(幼式中z ―半周期的圓弧長(每極)。由干兩點(diǎn)間磁矢位差的絕對值就是單位長度內(nèi)兩點(diǎn)之間的磁通量所以上式第一個(gè)余弦項(xiàng)系數(shù)a代表電機(jī)單位長度每極穿軸基波磁通的1 / 2.正弦項(xiàng)系數(shù)61代表電機(jī)單位長度每極d軸基波磁通的1廠2 。這樣,每極下空載基波氣隙磁通。

    此外,利用上述方法可方便地求出不同負(fù)載倩況下交、直軸基波氣隙磁通和交、直軸勵(lì)磁電動(dòng)勢。

3.3電樞反應(yīng)電抗與負(fù)載勵(lì)磁電動(dòng)勢

     水磁同步電機(jī)電樞反應(yīng)電抗X “和X,的計(jì)算方法與電勵(lì)磁電機(jī)不同,水磁體沒有電勵(lì)磁的“開路”和“短路”狀態(tài),永磁體的勵(lì)磁作用是固定存在的,因而不考慮永磁體作用的計(jì)算方法顯然沒有實(shí)際意義。同時(shí).電樞磁動(dòng)勢不同,電機(jī)內(nèi)磁場的飽和程度就不同,因而電樞反應(yīng)電抗也就不同。而且交、直軸磁路同時(shí)經(jīng)由定、轉(zhuǎn)

子齒部和定子扼部閉合,因而交、直軸磁路之間的相互圖影響也不容忽略。電抗參數(shù)必須根據(jù)水磁同步電機(jī)內(nèi)部磁場的實(shí)際分布狀態(tài)來求取。為此,需要用“負(fù)載法,,準(zhǔn)確計(jì)算永磁同步電機(jī)的電樞反應(yīng)電抗。具體過程如下:

3.3.1額定負(fù)載場的計(jì)算

    對于電流已知的情況,電磁場數(shù)值計(jì)算比較直觀,只要改變少角,即可計(jì)算電機(jī)的不同運(yùn)行狀態(tài),但一般電機(jī)都是端電壓已知,而滿足一定端電壓U 。的電流1.只有通過解場以后才能得到??梢韵燃僭O(shè)一個(gè)電流的幅值與p角,解場求得交、直軸電動(dòng)勢,然后根據(jù)圖4-11所示的水磁同步電機(jī)相量圖,通過相量運(yùn)算求得相應(yīng)電壓u,再求得電機(jī)的電磁功率尸,,如果所求出的電壓和功率與額定值之差大于預(yù)先給定的誤差,則需修改假定值,重新計(jì)算如此經(jīng)過若干次迭代,得到滿足端電壓U 。的額定電流I,其迭代過程如圖412所示。也可以利用后面介紹的場路藕合法,直接解出額定負(fù)載場。

3.3.2電樞反應(yīng)電抗與負(fù)載勵(lì)磁電動(dòng)勢

求出額定負(fù)載磁場之后,對定子內(nèi)圓表面節(jié)點(diǎn)磁位進(jìn)行諧波分析,得到基波的正弦項(xiàng)系數(shù)b和余弦項(xiàng)系數(shù)al,它們分別代表單位長度內(nèi)d 、叼軸每極基波磁通的1 / 2 。額定負(fù)載時(shí)基波氣隙磁通么、,內(nèi)功率角硯和氣隙合成電動(dòng)勢E,可由下式求出:。

立新電機(jī)61年專業(yè)制造永磁同步電機(jī)、高效節(jié)能電機(jī)、稀土永磁同步電機(jī)、電機(jī)節(jié)能改造服務(wù)的生產(chǎn)廠家,為眾多大、中型企業(yè)提供產(chǎn)品與服務(wù)。

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