同步電機—轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)的選擇原則

    從上述分析可以看出，內(nèi)置式永磁同步電機的磁路結(jié)構(gòu)多種多樣，各有其特點，設(shè)計的第一步就是選擇合適的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)的選擇原則如下：

1．能放置足夠多的永磁體以保證電機的性能

要保證電機性能，必須保證一定的氣隙磁密，氣隙磁密與每極永磁體的寬度直接相關(guān)，每極永磁體的寬度越大，聚磁效果就越明顯，氣隙磁密越高。但需要注意的是，在設(shè)計異步起動永磁同步電動機時，往往采用感應(yīng)電動機的定子沖片，氣隙磁密的提高必然引起定子齒部和扼部磁密的提高，從而導(dǎo)致鐵耗的增加，必要時需要重新設(shè)計定子沖片。

2．隔磁措施要可行

由于內(nèi)置式永磁同步電動機的永磁體在轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)部，漏磁較大，永磁體利用率低，必須采取相應(yīng)的隔磁措施。隔磁使轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜、機械強度變差，因此在保證隔磁效果的前提下，隔磁措施越簡單越好。常用的隔磁方式如圖8一9所示，其中圖（a）采用非導(dǎo)磁軸和隔磁磁橋隔磁，圖（b）采用空氣槽和隔磁磁橋隔磁，軸可采用導(dǎo)磁材料，圖（c）采用轉(zhuǎn)子槽和永磁體槽之間的隔磁磁橋隔磁，圖（d）中隔磁磁橋的作用主要是機械連接以提高機械強度。若轉(zhuǎn)子槽底為圓形，可采用圖（e）所示的磁橋形狀以保證隔磁效果。圖8一9中虛線圈起的鐵心部分為隔磁磁橋，隔磁磁橋的長度越大，其中的磁場強度越小，磁密越小，漏磁就越小。隔磁磁橋?qū)挾仍叫?，通過的磁通越小，隔磁效果越明顯，但機械強度越差。通常隔磁磁橋的寬度為1一1 . smm左右。

3．要有足夠的機械強度

4．交、直軸同步電抗及其比例凡／凡要適當較大的凡比可以提高電機的牽人同步能力、過載能力和轉(zhuǎn)矩密度，但如果比例過大，額定運行時的功角過大，穩(wěn)定性差，振動和噪聲大。

四、異步起動永磁同步電動機的特點

與感應(yīng)電動機相比，異步起動永磁同步電動機具有以下特點：

( 1）轉(zhuǎn)速恒定，為同步速。

( 2）功率因數(shù)高。通過合理設(shè)計，可以使其工作在滯后功率因數(shù)、單位功率因數(shù)，甚至超前功率因數(shù)。

( 3）性能受氣隙長度的影響較感應(yīng)電動機小，因而氣隙可比同容量感應(yīng)電動機大。

( 4）體積小、重量輕。采取合適的磁路結(jié)構(gòu)，可以提高氣隙磁密、減小電機體積。

( 5）效率高。正常運行時轉(zhuǎn)子無繞組損耗，高功率因數(shù)使得定子電流較小，定子繞組損

耗較小，因而永磁同步電動機的效率比感應(yīng)電動機高，這在小功率電機中體現(xiàn)得尤為明顯。

( 6）具有寬的經(jīng)濟運行范圍。感應(yīng)電動機的經(jīng)濟運行范圍一般為額定負載的60％一100％。永磁同步電動機的經(jīng)濟運行范圍遠比感應(yīng)電動機寬，不僅額定負載時效率較高，而且在25％一120％額定負載范圍內(nèi)都有較高的效率，而感應(yīng)電動機在35％額定負載附近效率迅速下降。永磁同步電動機在25％額定負載時功率因數(shù)仍可達到0 . 9以上，而感應(yīng)電動機從額定負載時的0 . 85左右迅速下降到。．5以下。

( 7）成本高。采用低性能永磁材料的永磁同步電動機，由于氣隙磁密低，往往體積較大。目前小型永磁同步電動機通常采用高性能的欽鐵硼永磁材料，制造成本較高。

( 8）可靠性較低。欽鐵硼永磁材料在高溫環(huán)境下的退磁曲線彎曲，當電機設(shè)計或使用不當時，可能出現(xiàn)不可逆退磁，使電機工作可靠性變差。隨著耐高溫欽鐵硼永磁材料的出現(xiàn)，這種狀況已有很大改善。

( 9）加工工藝復(fù)雜，機械強度差。永磁體放置在轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)部，工藝復(fù)雜，且需要隔磁，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子機械強度較感應(yīng)電動機差。