稀土永磁同步電機(jī)之異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的基本電磁關(guān)系

    一、轉(zhuǎn)速

穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相同，取決于電源的頻率f和電機(jī)的極對(duì)數(shù)p，即。

二、氣隙磁場(chǎng)的有關(guān)系數(shù)

1．計(jì)算極弧系數(shù)

基波磁場(chǎng)是實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)。在永磁同步電動(dòng)機(jī)中，可以認(rèn)為空載氣隙磁場(chǎng)是帶有諧波的平頂波，計(jì)算極弧系數(shù)ai直接影響到基波幅值的大小。對(duì)于圖8一7 ( b）、（e）、（d）、（e）所示的磁極結(jié)構(gòu)，極弧系數(shù)可以通過(guò)每極永磁體所跨的轉(zhuǎn)子槽數(shù)qm調(diào)整，極弧系數(shù)為。

2．空載氣隙磁密波形系數(shù)

在永磁同步電動(dòng)機(jī)中，忽略齒槽影響，空載氣隙磁密波形可以近似為矩形波，如圖8一10所示，對(duì)其進(jìn)行傅里葉分解，得到圖8一10中虛線所示的基波磁密，其幅值為。

3．電樞反應(yīng)磁密波形系數(shù)

在直軸上施加直軸電樞反應(yīng)基波磁動(dòng)勢(shì)Fad，所產(chǎn)生的氣隙磁密最大值和磁密基波幅值分別為Bad和Badl，直軸電樞反應(yīng)磁密波形系數(shù)Kd定義為。

4．電樞反應(yīng)系數(shù)

電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)為正弦波，勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)為方波，兩者的波形不同，求合成磁場(chǎng)時(shí)，通常將電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)折算到相應(yīng)的勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)。折算的原則是：折算前后產(chǎn)生的基波磁密相同。直軸電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)凡d折算到勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)時(shí)應(yīng)乘以直軸電樞反應(yīng)系數(shù)Kad，交軸電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)折算到勵(lì)磁磁動(dòng)勢(shì)時(shí)應(yīng)乘以交軸電樞反應(yīng)系數(shù)Kaq 。直軸電樞反應(yīng)系數(shù)Kad和交軸電樞反應(yīng)系數(shù)Kaq分別定義為。

5．空載漏磁系數(shù)的計(jì)算

異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的空載漏磁系數(shù)a0定義為。

( 1）轉(zhuǎn)子內(nèi)部漏磁系數(shù)

( 2）轉(zhuǎn)子端部漏磁系數(shù)

轉(zhuǎn)子端部漏磁是指永磁體產(chǎn)生的磁通在轉(zhuǎn)子端部閉合、沒(méi)有進(jìn)入定子的那部分磁通。在電機(jī)氣隙不大的情況下，這部分磁通受電機(jī)鐵心的軸向長(zhǎng)度影響很小，可以忽略不計(jì)。但端部漏磁系數(shù)內(nèi)隨鐵心的軸向長(zhǎng)度改變而變化。為得到通用的確定方法，引進(jìn)了轉(zhuǎn)子單位端部漏磁系數(shù)姚的概念，定義為端部漏磁通與轉(zhuǎn)子單位計(jì)長(zhǎng)度內(nèi)主磁通中1 / L：之比，則的與端部漏磁系數(shù)a2的關(guān)系為。

三、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

定子繞組每相空載感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為。

四、永磁同步電動(dòng)機(jī)的相量圖

在永磁同步電動(dòng)機(jī)中，定子繞組滿足的電壓平衡方程式為。

五、交直軸電樞反應(yīng)電抗

由于永磁體的存在，異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的直軸磁導(dǎo)小，交軸磁導(dǎo)大，分別引進(jìn)了直軸電樞反應(yīng)電抗Xad和交軸電樞反應(yīng)電抗弋q 。在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，可以認(rèn)為Xad不隨鐵心飽和程度變化，而Xaq則受磁路飽和程度影響較大，應(yīng)考慮飽和的影響。

六、永磁同步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩

七、永磁同步電動(dòng)機(jī)的V形曲線

永磁同步電動(dòng)機(jī)在制成之后，勵(lì)磁無(wú)法調(diào)節(jié)。但在設(shè)計(jì)階段，我們可以通過(guò)調(diào)整E0來(lái)調(diào)整功率因數(shù)。在電機(jī)制成之后，也可以通過(guò)調(diào)節(jié)供電電壓來(lái)調(diào)節(jié)無(wú)功功率和功率因數(shù)。為便于分析，我們假定永磁同步電動(dòng)機(jī)交直軸磁阻相等，忽略定子電阻，用隱極同步電動(dòng)機(jī)的相量圖進(jìn)行分析。當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變即輸出功率不變時(shí)，不計(jì)U和E 。的變化引起的定子鐵耗和附加損耗的變化，則電磁功率也不變，有。