三相永磁同步電動機(jī)相關(guān)知識PPT課件.ppt

技術(shù)講課 時間 2016 12 18地點(diǎn) 電機(jī)班組室講課人 鮑安平講課內(nèi)容 三相永磁同步電動機(jī)相關(guān)知識 1 永磁同步電機(jī)的發(fā)展概況 國內(nèi)外對開發(fā)高效電動機(jī)都很重視 各國學(xué)者和研究人員都紛紛致力于高磁場永磁材料 永磁式電動機(jī)及其驅(qū)動系統(tǒng)的理論和應(yīng)用研究 取得了卓有成效的研究和開發(fā)成果 隨著永磁材料工藝的進(jìn)步和電子電力技術(shù)的發(fā)展 永磁同步電動機(jī)逐漸克服技術(shù)難點(diǎn) 逐步占領(lǐng)市場 永磁同步電動機(jī)與異步電機(jī)比較 有效率高 功率因數(shù)接近1 體積小 節(jié)能等優(yōu)勢 在當(dāng)今強(qiáng)調(diào)節(jié)約 綠色概念的社會 節(jié)能和節(jié)約材料的永磁同步電機(jī)已經(jīng)在國外蓬勃發(fā)展 而在國內(nèi)電機(jī)行業(yè)也以驚人的速度在發(fā)展 2 永磁同步電機(jī)的發(fā)展概況 自20世紀(jì)80年代開始 我國學(xué)者和研究人員都紛紛致力于高磁場永磁材料 永磁式電動機(jī)及其驅(qū)動系統(tǒng)的理論和應(yīng)用研究 并取得了卓有成效的研究和開發(fā)成果 國內(nèi)在高效永磁電機(jī)的研究開發(fā)方面做了大量的工作 先后有沈陽工業(yè)大學(xué) 西北工業(yè)大學(xué) 華中理工大學(xué) 清華大學(xué) 上海電器科學(xué)研究所等相繼進(jìn)行高效永磁電機(jī)研制開發(fā) 取得許多成果 特別是0 8KW紡織專用永磁同步電動機(jī) 效率高達(dá)91 功率因數(shù)高于0 95 節(jié)電率高達(dá)10 以上 批量生產(chǎn)后獲得用戶好評 我國已開發(fā)的容量較大的有上海電機(jī)廠開發(fā)的110KW和北京重型電機(jī)廠開發(fā)的250KW高效釹鐵硼永磁同步電動機(jī) 首鋼機(jī)電有限公司電機(jī)廠與沈陽工業(yè)大學(xué)工程院院士唐任遠(yuǎn)教授合作 歷時 年共同研制開發(fā)了TYX300 4300KW稀土永磁電機(jī) 此項(xiàng)目是國家高技術(shù)研究發(fā)展 863 計(jì)劃 3 永磁同步電機(jī)的發(fā)展概況 重大項(xiàng)目 釹鐵硼電機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā) 863 Z37 03 增補(bǔ)項(xiàng)目 該電機(jī)經(jīng)北京重型電機(jī)廠試驗(yàn) 啟動性能 電機(jī)效率 功率因數(shù) 過載倍數(shù)等各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到預(yù)期的良好效果 通過在首鋼動力廠二供水車間9泵站方坯二冷系統(tǒng)2 機(jī) 47D 號泵位運(yùn)行 各項(xiàng)主要指標(biāo) 效率 功率因數(shù) 起動 過載 遠(yuǎn)超過被替代的原JS138 4300KW異步電機(jī) 節(jié)電效果顯著 目前 該電機(jī)是國內(nèi)運(yùn)行的最大高壓永磁電機(jī) 而且各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都超過以往 尤其在中大型永磁電機(jī)里的節(jié)電率方面體現(xiàn)了較高的水平 4 永磁同步電動機(jī)的發(fā)展 異步起動永磁同步電動機(jī)是近年來發(fā)展較快的一種永磁同步電機(jī) 自20世紀(jì)80年代后期起 國內(nèi)外都有大量學(xué)者從事這方面的研究工作 并已將其用于工業(yè)生產(chǎn) 經(jīng)過近10年的發(fā)展 尤其是高性能永磁材料釹鐵硼的廣泛應(yīng)用 由于其轉(zhuǎn)子損耗下降 電樞激磁電流減小 效率高 在小功率到中等功率場合 有替代鼠籠轉(zhuǎn)子異步電機(jī)的趨勢 同時 對異步起動永磁同步電動機(jī)的研究又具有一定的學(xué)術(shù)價值 它融合了異步電機(jī)與永磁電機(jī)的特性 因而 近年來科研人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 尤其是轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 參數(shù)計(jì)算 性能分析等方面都做了大量的工作 取得了一定的成績 本文從異步起動永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 電機(jī)原理設(shè)計(jì)及性能分析幾方面綜述國內(nèi)外異步起動永磁同步電機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及今后主要的研究方向 5 永磁同步電機(jī)的發(fā)展 目前 在我國包括微型特種電機(jī) 中小型電動機(jī)和大型發(fā)電機(jī)在內(nèi)的各類電機(jī)都可以采用永磁同步電機(jī) 例如 它可適用于汽車 儀表 鐘表 計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備 航空設(shè)備 音像設(shè)備等 特別 八五 期間 我國不少專業(yè)研究單位和工礦企業(yè)在調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 提高產(chǎn)品質(zhì)量 加速技術(shù)開發(fā)和全面實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品國產(chǎn)化的主導(dǎo)思想基礎(chǔ)上 大力開展了永磁同步電動機(jī)及其驅(qū)動系統(tǒng)的實(shí)用性的應(yīng)用研究 取得了相應(yīng)的開發(fā)性成果 隨著國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 特別是高新技術(shù)的迅速發(fā)展 對電機(jī)產(chǎn)品的性能和品種提出了許多的新的要求 從而也為電機(jī)產(chǎn)品獲得了更大的發(fā)展空間 我國許多高校和科研單位自上世紀(jì)80年代開始就紛紛開始進(jìn)行高效率同步電動機(jī)的研制 取得了明顯的節(jié)能效果 0 8kW紡織專用永磁同步電動機(jī) 效率高達(dá)91 我國已批量生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床用的稀土永磁直流無刷電動機(jī)調(diào)速比高達(dá)l 100000 在我國 1990年生產(chǎn)的各類永磁微型特種電機(jī)近7000萬臺 約占我國微特電機(jī)總產(chǎn)量的70 6 永磁性材料簡述 永磁電機(jī)的性能 設(shè)計(jì)制造特點(diǎn)和應(yīng)用范圍都與永磁材料的性能密切相關(guān) 永磁材料種類眾多 性能差別很大 只有全面了解后才能做到設(shè)計(jì)合理 使用得當(dāng) 因此 在研究永磁電機(jī)之前 首先從設(shè)計(jì)制造永磁電機(jī)的材料需要出發(fā) 扼要介紹電機(jī)中最常用的幾種主要永磁材料 7 稀土永磁材料 稀土永磁體的磁能積比電磁鐵高得多 其磁能量密度已接近超導(dǎo)裝置的水平 它的主要用途是用于同步或無刷直流電機(jī) 將磁體放入感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子內(nèi) 其電機(jī)具有很高的效率和功率因數(shù) 可作為同步電機(jī)使用 也可以作為速度 轉(zhuǎn)矩和效率可控的直流無刷電機(jī)使用 現(xiàn)在許多型號的電機(jī) 都有自己的功能和用途 在工業(yè)先進(jìn)的國家 使用永磁體占20 左右 我們國家剛剛起步 稀土永磁電機(jī)的應(yīng)用 主要取決于磁體的價格 8 稀土永磁材料 近幾年來 釹鐵硼永磁材料的磁性能大幅度高 熱穩(wěn)定性和抗腐蝕性也有了較大的進(jìn)展 價格也相對有所減低 國內(nèi)外都出現(xiàn)一個新的應(yīng)用高潮 我國稀土資源豐富 稀土儲存量為世界其他各國存量之和的4倍 稀土礦石和釹鐵硼永磁燒結(jié)的產(chǎn)量已居世界前列 充分發(fā)揮我國稀土資源豐富的優(yōu)勢 大力研究和推廣應(yīng)用稀土永磁電機(jī) 具有重要的意義 9 稀土永磁材料 在永磁電機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面 鋁鎳鈷和鐵氧體永磁幾乎各占一半市場 釹鐵硼永磁材料則以優(yōu)異的磁性能得到迅速發(fā)展 鐵氧體永磁以廉價的優(yōu)勢占據(jù)低檔電機(jī)的市場 鋁鎳鈷應(yīng)用市場所占有的比例將相對減少 現(xiàn)有的大部分將被釹鐵硼取代 但由于鋁鎳鈷溫度穩(wěn)定性高 在高精度測速電機(jī)等信號類型微電機(jī)中仍然會占有一席之地 永磁同步電動機(jī)由于取消了勵磁繞組 集電環(huán)和勵柜 與普通電勵磁同步電動機(jī)相比 不僅提高了可靠性和維護(hù)性 其效率也有了較大提高 與異步電動機(jī)相比 不但效率提高 功率因數(shù)也大大改善 因此 研制中型高效稀土永磁同步電動機(jī)替代普通異步電動機(jī)和電勵磁同步電動機(jī) 可改變目前我國電能浪費(fèi)嚴(yán)重的現(xiàn)狀 帶來可觀的節(jié)能效果和顯著的經(jīng)濟(jì)社會效益 10 稀土永磁材料 我國是稀土大國 稀土儲量占世界的80 研究和開發(fā)中型高效稀土永磁同步電動機(jī)還可大面積推廣應(yīng)用我國資源豐富的釹鐵硼永磁材料 變資源出口為高附加值產(chǎn)品出口 并促進(jìn)稀土永磁材料行業(yè) 電機(jī)行業(yè) 風(fēng)機(jī)水泵行業(yè)和石油化工行業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整和更新?lián)Q代 產(chǎn)生以科技為先導(dǎo)的新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn) 并促進(jìn)一些重工業(yè)行業(yè)電機(jī)拖動方面的節(jié)能改造 11 稀土永磁電機(jī)的研究和開發(fā)大致可以分為三個階段 1 60年代后期和70年代 由于稀土鉆永磁價格昂貴 研究開發(fā)的重點(diǎn)是航空 航天用電機(jī)和要求高性能而價格不是主要因數(shù)的高科技領(lǐng)域 2 80年代 特別是1983年出現(xiàn)價格相對較低的鋁鐵硼永磁后 國內(nèi)外的研究開發(fā)重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到工業(yè)和民用電機(jī)上 稀土永磁的優(yōu)異磁性能 加上電力電子器件和微機(jī)控制技術(shù)的迅猛發(fā)展 不僅使許多傳統(tǒng)的電勵磁電機(jī)紛紛用稀土永磁電機(jī)來取代 而且可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的電勵磁電機(jī)所難以達(dá)到的高性能 12 稀土永磁電機(jī)的研究和開發(fā)大致可以分為三個階段 3 進(jìn)入90年代 隨著永磁材料性能的不斷提高和完善 特別是鋁鐵硼永磁材料的熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性的改善和價格的逐步降低 稀土永磁電機(jī)的研究開發(fā)進(jìn)入了一個新的階段 目前 稀土永磁電機(jī)的單臺容量已經(jīng)超1000kW 我國己制成了110kW和250kW的永磁同步電動機(jī) 其效率高達(dá)95 德國制成的6相變頻電源供電的1095kW稀土永磁同步電動機(jī) 與過去用的直流電動機(jī)相比 體積減少到60 左右 總損耗降低了20 左右 13 永磁同步電動機(jī)的分類 永磁同步電動機(jī)分類方法比較多 按工作主磁場方向的不同 可分為公式向磁場式和軸向磁場式 按電樞繞組位置的不同 可分為內(nèi)轉(zhuǎn)子式 常見式 和外轉(zhuǎn)子式 按轉(zhuǎn)子上有無起動繞組 可分為無起動繞組的電動機(jī) 用于變頻器供電的場合 利用頻率的逐步升高而起動并隨著頻率的改變而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速 常稱為調(diào)速永磁同步電動機(jī) 和有起動繞組的電動機(jī) 即可以用于調(diào)速運(yùn)行又可以在某一頻率和電壓下利用起動繞組所產(chǎn)生的異步轉(zhuǎn)矩起動 常稱為異步起動永磁同步電機(jī) 按供電電流小型的不同 可分為 方波驅(qū)動的永磁同步電動機(jī)和正弦波動的永磁同步電動機(jī) 主要的原因是由于轉(zhuǎn)子永磁磁極的磁場分別造成的 如圖所示 人們?yōu)榱藚^(qū)分二者 把梯形波驅(qū)動的永磁同步電動機(jī)稱為永磁無刷直流電動機(jī) 把正弦波驅(qū)動的永磁同步電動機(jī)稱為永磁同步電動機(jī) 除特別說明外 本文按梯形波驅(qū)動的永磁同步電動機(jī)稱為永磁無刷直流電動機(jī) 正弦波驅(qū)動的永磁同步電動機(jī)稱為永磁同步電動機(jī)方式命名 圖1 2中E為轉(zhuǎn)子磁通所產(chǎn)生的反電動勢 14 永磁同步電機(jī)的主要特點(diǎn)和應(yīng)用 與傳統(tǒng)的電勵磁電機(jī)相比 永磁電機(jī) 特別是稀土永磁電機(jī)體積量輕 慣性小 響應(yīng)快 高轉(zhuǎn)矩 慣量比和高速度 重量比 高效和高起動轉(zhuǎn)矩 高功率因數(shù) 以及省電和運(yùn)行可靠等等顯著優(yōu)點(diǎn) 因而應(yīng)用范圍極為廣泛 幾乎遍及航天 國防 工農(nóng)為生產(chǎn)和日常生活的各個領(lǐng)域 永磁同步電動同與感應(yīng)電動機(jī)相比 不需要無功勵磁電流 可以顯著提高功率因數(shù) 可達(dá)到1 甚至達(dá)到容性 減少了定子電流和定子電阻損耗 進(jìn)而可以因總損耗降低而減小風(fēng)扇 小容量電機(jī)甚至可以去掉風(fēng)扇 和相應(yīng)的風(fēng)摩損耗 從而使其效率比同規(guī)格感應(yīng)電動機(jī)可提高2 8個百分點(diǎn) 而且 永磁同步電動機(jī)在25 120 額定負(fù)載范圍內(nèi)均可保持較高的效率和功率因數(shù) 使輕載運(yùn)行時節(jié)能效果更為顯著 這類電機(jī)一般都在轉(zhuǎn)子上設(shè)置起動繞組 臉有在某一頻率和電壓下直接起動的能力 又稱為異步起動同步電動機(jī) 由于釹鐵硼永磁同步電動機(jī)價格比同規(guī)格的感應(yīng)電動機(jī)貴1倍左右 應(yīng)用前需進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較分析 目前主要應(yīng)用于紡織化纖工業(yè) 陶瓷玻璃工業(yè)和年運(yùn)行時間長的風(fēng)機(jī) 水泵等 15 永磁同步電機(jī)的主要特點(diǎn)和應(yīng)用 與電勵磁同步電動機(jī)相比 永磁同步電動機(jī)省去了勵磁功率 提高了效率 簡化了結(jié)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)了無刷化 特別是100 250KW的永磁同步電動機(jī) 以110KW8極電動機(jī)為例 其效率高達(dá)95 功率因數(shù)為0 916 起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為1 52 永磁體用量為0 15Kg KW 但是永磁同步電動機(jī)制成后難以調(diào)節(jié)磁場以控制其功率因數(shù)和無功功率 需要從其化方面采取措施 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展 和電子器件及變頻技術(shù)的進(jìn)步 就磁同步電動機(jī)這方面的缺陷已不再限制其發(fā)展 16 永磁同步電動機(jī)的總體結(jié)構(gòu) 三相異步起動永磁同步電動機(jī)定子沖片及繞組型式與三相感應(yīng)電機(jī)基本相同 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜 目前多數(shù)文獻(xiàn)將三相異步起動永磁同電動機(jī)結(jié)構(gòu)按照磁極磁路結(jié)構(gòu)的不同分為三大類型 徑向式 切向式 混合式等三種結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)子磁極多數(shù)選用具有高的矯頑力 剩磁密度及磁能積的稀土永磁材料 17 永磁同步電動機(jī)的總體結(jié)構(gòu) 永磁同步電動機(jī)也由定子 轉(zhuǎn)子和端蓋等部件構(gòu)成 定了與普通感應(yīng)電動機(jī)基本相同 也采用疊片結(jié)構(gòu)以減少電動機(jī)運(yùn)行時的鐵耗 轉(zhuǎn)子鐵心可以做成實(shí)心的 也可以用疊片疊城市而面 電樞繞組既有采用集中整距繞組的 也有采用分布短距繞組和非常規(guī)繞組的 一般來說 矩形波永磁同步電動機(jī)通常采用集中整距繞組 而正弦波永磁同步電動機(jī)更常采用分布短距繞組 在一些正弦波電流控制永磁同步電動機(jī)中 為了減小繞組產(chǎn)生的磁動勢空間諧波 使之更接近正弦分布以提高電動機(jī)的有關(guān)性能 采用了一些非常規(guī)繞組 可大減小電動機(jī)轉(zhuǎn)矩紋波 提高電動機(jī)運(yùn)行平衡性 為減小電動機(jī)雜散損耗 定子繞組通常采用星形接法 永磁同步電動機(jī)的氣隙長度是一個非常關(guān)鍵的尺寸 盡管它對這類電動機(jī)的無功電流的影響不如對感應(yīng)電動機(jī)那么敏感 但是它對電動機(jī)的交 直軸電抗影響很大 進(jìn)而影響到電動機(jī)的其他性能 此外 氣隙長度的大小還對電動機(jī)的裝配工藝和電動機(jī)的雜散損耗有著較大的影響 18 2020 1 8 19 永磁同步電動機(jī)的總體結(jié)構(gòu) 籠型繞組永磁轉(zhuǎn)子鐵芯 20 永磁同步電動機(jī)的總體結(jié)構(gòu) 21 永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 永磁同步電動機(jī)與其他電機(jī)的最主要的區(qū)別是轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)不同 則電動機(jī)的運(yùn)行性能 控制系統(tǒng) 制造工藝和適用場合也不同 近年來 外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)在一些領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用 它的主要優(yōu)點(diǎn)在于電動機(jī)轉(zhuǎn)動慣量比常規(guī)永磁同步電動機(jī)大 且電樞鐵心直徑可以做得較大 從而提高了在不穩(wěn)定負(fù)載下電動機(jī)的效率和輸出功率 外轉(zhuǎn)子永磁同步電動機(jī)除結(jié)構(gòu)與常規(guī)永磁同步電動機(jī)有異外 其他均相同 按照永磁體在轉(zhuǎn)子上位置的不同 永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)一般可分為三種 表面式 內(nèi)置式和爪極式 22 永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)中 永磁體通常呈瓦片形 并位于轉(zhuǎn)子鐵心的外表面上 永磁體提供磁通的方向?yàn)閺较?且永磁體外表面與定子鐵心內(nèi)圓之間一般僅套以起保護(hù)作用的非磁性筒 或在永磁磁極表面包以無續(xù)下班比帶作保護(hù)層 有的調(diào)速成永磁同步電動機(jī)的永磁磁極用話多矩形小條拼裝成瓦片形 能降低電動機(jī)的制造成本 表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)又分為凸出式和插入式兩種 對采用稀土永磁的電機(jī)來說 由于永磁材料的相對回復(fù)磁導(dǎo)率接近于1 所以表面凸出式轉(zhuǎn)子在電磁性能上屬于隱極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 而表面插入式轉(zhuǎn)子的相鄰兩個永磁磁極間有著磁導(dǎo)率很大的鐵磁材料 故在電磁性能上屬于凸極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu) 23 永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 嵌入式永磁轉(zhuǎn)子鐵芯 裝上轉(zhuǎn)軸的嵌入式永磁轉(zhuǎn)子 24 永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 1 表面凸出式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)由于其具有結(jié)構(gòu)簡單 制造成本較小 轉(zhuǎn)動慣量小等優(yōu)點(diǎn) 在矩形波永磁同步電動機(jī)和恒功率運(yùn)行范圍不寬的正高強(qiáng)度波永磁同步電動機(jī)中得到了廣泛應(yīng)用 此外 表面凸出式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中的永磁磁極易于實(shí)現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計(jì) 使之成為能使電動機(jī)氣隙磁密波形趨近于正弦波的磁極形狀 可顯著提高電動機(jī)以至整個傳動系統(tǒng)的性能 2 表面插入式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)可充分得用轉(zhuǎn)子磁路的不對稱性所產(chǎn)生的磁陰轉(zhuǎn)矩 提高電動機(jī)的功率密度 動態(tài)性能較凸出式有所改善 制造工藝也較簡單 常被某些調(diào)速永磁同步電動機(jī)所采用 但漏磁系數(shù)和制造成本都有較凸出式大 總之 表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)的制造工藝簡單 成本低 應(yīng)用較為廣泛 尤其適宜于矩形波永磁同步電動機(jī) 但因轉(zhuǎn)面無法安裝起動繞組 無異步起動能力 不能用于異步起動永磁同步電機(jī) 25 永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 凸裝式永磁轉(zhuǎn)子 26 永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 籠型繞組永磁轉(zhuǎn)子 籠型繞組永磁轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子與定子 機(jī)座等部件進(jìn)行組裝 組裝成的整機(jī)剖面圖 27 永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 內(nèi)置式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)這類結(jié)構(gòu)的永磁體位于轉(zhuǎn)子內(nèi)部 永磁體外表面與定子鐵心內(nèi)圓之間有鐵磁物質(zhì)制成的極靴 極靴可以放置鑄鋁籠或銅條籠 起阻尼或起動作用 動 穩(wěn)態(tài)性能好 廣泛用于要求有異步起動能力或動態(tài)必能高的永磁同步電動機(jī) 內(nèi)置式轉(zhuǎn)子內(nèi)的永磁體受到極靴的保護(hù) 其轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)的不對稱性所產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩也有助于提高電動機(jī)的過長能力和功率密度 而且易于 弱磁 擴(kuò)速按永磁體磁化方向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向的相互關(guān)系 內(nèi)置式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)又可分為徑向式 切向式和混合式三種 28 永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 1 徑向式 該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是漏磁系數(shù)小 轉(zhuǎn)軸上不需采取隔磁措施 極弧系數(shù)易于控制 轉(zhuǎn)子沖片機(jī)械強(qiáng)度高 安裝永磁體后轉(zhuǎn)子不易變等 是一種工藝簡單 制造成本低 永磁體利用率高的結(jié)構(gòu) 永磁體軸向插入永磁體糟 并通過隔磁磁橋來限制漏磁通 結(jié)構(gòu)簡單 運(yùn)行可靠 轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度高 近年來應(yīng)用較為廣泛 提供了更大的永磁體空間 2 切向式 該結(jié)構(gòu)的漏磁系數(shù)較大 制造工藝和成本較徑向式有所增加 其優(yōu)點(diǎn)是一個極距下的磁通由相鄰兩個磁極并聯(lián)提供 可得到更大的每極磁通 尤其當(dāng)電機(jī)極數(shù)較多 徑向式結(jié)構(gòu)不能提供足夠的每極磁通時 這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢就顯得更為突出 此外 采用該結(jié)構(gòu)的永磁同步電動機(jī)的磁阻轉(zhuǎn)矩可占到總電磁轉(zhuǎn)矩的40 對提高電機(jī)的功率密度和擴(kuò)展恒功率運(yùn)行范圍都是很有利的 29 永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 3 混合式 該結(jié)構(gòu)集中了徑向式和切向式的優(yōu)點(diǎn) 但結(jié)構(gòu)和制造工藝都比較復(fù)雜 制造成本也比較高 需要采用非磁性轉(zhuǎn)軸或采用隔磁銅套 主要應(yīng)用于使用鐵氧體的永磁同步電動機(jī) 其永磁體徑向部分和切向部分的磁化方長度相等 也采用隔磁磁橋隔磁 轉(zhuǎn)子依次可為安放永磁體提供更多的空間 空載漏磁系數(shù)依次減小 但制造工藝卻依次更加復(fù)雜 轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度也依次有所下降 30 隔磁措施 為不使電機(jī)中永磁體的漏磁系數(shù)過大而導(dǎo)致永磁材料利用率過低 應(yīng)注意各種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的隔磁措施 幾種典型的隔磁措施沖片部件稱為隔磁磁橋 通過磁橋部位磁通達(dá)到飽和來起限制漏磁的作用 隔磁磁橋?qū)捲叫?該部位磁陰便越大 越能限制漏磁通 過小將使沖片機(jī)械強(qiáng)度變差 并縮短沖模的使用壽命 隔磁磁橋長度也是一個關(guān)鍵尺寸 計(jì)算結(jié)果表明 如果隔磁磁橋