一種新穎反凸極結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)的設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、永磁同步電機(jī)由于其勵(lì)磁來(lái)源為永磁體，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高功率密度、高效率的優(yōu)點(diǎn)，因此，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。尤其是具有凸極效應(yīng)的永磁同步電機(jī)過(guò)載能力強(qiáng)，應(yīng)用更為普遍。
　　但是，由于具有凸極效應(yīng)的常規(guī)永磁同步電機(jī)的直軸磁阻大于交軸磁阻，直軸同步電抗小于交軸同步電抗，磁阻轉(zhuǎn)矩分量在功角小于90度時(shí)為負(fù)值，最大電磁轉(zhuǎn)矩的功角大于90度，在負(fù)載運(yùn)行時(shí)永磁體存在較大的退磁危險(xiǎn)。另外，在負(fù)載運(yùn)行時(shí)交軸磁路很飽和，鐵損耗大，電機(jī)效率不高。

2、
　　本文在傳統(tǒng)永磁同步電機(jī)的基礎(chǔ)上，提出了一種新穎反凸極結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)。利用磁路的方法完成了一臺(tái)15kW的新穎結(jié)構(gòu)反凸極同步電機(jī)的設(shè)計(jì)，用RMxprt模塊對(duì)所設(shè)計(jì)的電機(jī)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，使用有限元分析軟件Maxwell2D對(duì)該新穎反凸極結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)和相應(yīng)的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)進(jìn)行了有限元分析，得到了其同步交直軸電感特性和矩角特性，并進(jìn)行了分析對(duì)比，初步證明了提出的新穎反凸極結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)的合理性和優(yōu)越性。
　　在

3、對(duì)有限元方法進(jìn)行介紹的基礎(chǔ)上，對(duì)永磁同步電機(jī)進(jìn)行了仿真分析，得到了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)和反凸極結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)的空載磁力線(xiàn)分布，兩電機(jī)磁力線(xiàn)分布均為兩對(duì)極，與實(shí)際情況相符合，且反凸極結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)的漏磁較小，說(shuō)明該電機(jī)設(shè)計(jì)合理。
　　對(duì)電機(jī)的空載性能進(jìn)行了分析，得到了電機(jī)在空載時(shí)的氣隙磁密和空載反電勢(shì)曲線(xiàn)及各自的諧波含量分析結(jié)果，結(jié)果表明，提出的反凸極結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)的氣隙磁密及空載反電勢(shì)中的諧波含量相對(duì)較少，更接近正弦波。

4、r>　　對(duì)兩種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電機(jī)的起動(dòng)性能進(jìn)行了分析，兩電機(jī)均可從靜止由異步起動(dòng)狀態(tài)，轉(zhuǎn)速逐漸增大至同步速附近并被牽入同步，且新結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)能夠略快達(dá)到同步速度，顯示出較強(qiáng)的起動(dòng)能力。
　　對(duì)所提出的反凸極結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)在不同負(fù)載下穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的電磁轉(zhuǎn)矩、電流、鐵耗、銅耗進(jìn)行了分析，表明該電機(jī)在任何負(fù)載情況下均可穩(wěn)定運(yùn)行。
　　最后對(duì)兩電機(jī)在額定運(yùn)行的情況進(jìn)行了比較，該新穎結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)永磁同步