永磁同步电动机的电磁设计与分析毕业设计论文 - 图文(4)

Kq?Baq1Baq

（2-6）

（5）电枢反应系数

电枢反应磁动势为正弦波，励磁磁动势为方波，两者的波形不同，求合成磁场时，通常将电枢反应磁动势折算到相应的励磁磁动势。折算的原则是：折算后产生的基波磁密相同。

直轴电枢反应磁动势Fad折算到励磁磁动势时应乘以直轴电枢反应系数

Kad，交轴电枢反应磁动势折算到励磁磁动势时应乘以交轴电枢反应系数Kaq。

Kad?

KdKfKqKf

（2-7）

Kaq?（6）空载漏磁系数的计算

永磁同步电动机的空载漏磁系数?0为

?σ ??1? （2-8） 0?δ0式中：?δ0为永磁体产生的穿过空气气隙进入定子的那部分磁通；?σ为由永磁体产生的在转子内部闭合的那部分磁通。

2.2.2 感应电动势和向量图

（1）感应电动势

定子绕组每相空载感应电动势的有效值为

E0?4.44fNKdp?0

2 （2-9）

B?L为永磁体产生每极基波磁通，?1为定子极距。永磁体?δ11ef产生每极气隙磁通?δ0?Bδ??i1Lef，两者之比定义为气隙磁通波形系数K? 因此空载电动势E0又可以表示为

E0?4.44fNKdpK??δ0 （2-10）

式中：?0?直轴电枢反应磁通?ad在定子每相绕组中感应的直轴电枢反应电动势

Ead?4.44fNKdp?ad

（2-11）

?与直轴电枢电抗之间满足 Ead???jI?X E（2-12） addad交轴电枢反应磁通?aq在定子每相绕组中感应的交轴电枢反应电动势

10 -

Eaq?4.44fNKdp?aq

（2-13） （2-14）

?与交轴电枢反应电抗的关系 Eaq???jI?X Eaqqaq气隙合成磁场在定子每相绕组中的感应电动势Eδ为

E??4.44fNKdp?δ （2-15）

式中：?δ为永磁体和电枢反应磁动势共同产生的每极基波磁通。

图 2-2 永磁同步电动机的向量图

故

（2）永磁同步电动机的相量图

在永磁同步电动机中，定子绕组满足的电压方程为

??E??E??U??I?(R?jX) E0adaq111（2-16）

??I?(R?jX)?E??jI?X?jI?U1110dadaq?R?E??jI?X?jI?X =I110ddqq （2-17）

根据式（2-17）可画出永磁同步电动机工作状态下的向量图，如图2-2所

示。

从相量可以看出，永磁同步电动机满足以下关系

??arctan(Id/Iq)Usin??R1Id?XqIq

Ucos??E0?R1Iq?XdId Id?I1sin?Iq?I1cos?11 -

（2-18）

定子电流的直轴和交轴分量分别为

RUsin??Xq(E0?Ucos?)1Id?R12?XdXqIq?XdUsin??Xq(E0?Ucos?)R12?XdXq

（2-19）

2.2.3 交直轴电抗及电磁转矩

由于永磁体的存在，永磁同步电动机的直轴磁导较小，交轴磁导较大，分别引进了直轴电枢反应电抗Xad和交轴电枢反应电抗Xaq。在进行计算时，可以认为Xad不随铁心饱和程度变化，而

Xaq则受磁路饱和程度

影响较大，应考虑饱和影响。 （1）直轴电枢反应电抗

由永磁同步电动机相量图可知

2-20） E0?Ed?IdXad （

式中：直轴电枢反应去磁时取“+”号，直轴电枢反应助磁时取“-”号。

Ed?4.44fNKdp?1NK? （2-21）

式中：?1N是电枢电流为纯直流时的基波气隙磁通。直轴电枢电流Id产生的直轴电枢反应磁动势幅值为

KNIFad?0.45mdpd （2-23）

p永磁体产生的磁动势近似为方波，而直轴电枢反应磁动势为正弦波，从产生基波磁动势的角度出发，将直轴电枢反应磁动势折算到作用在永磁体上的方波磁动势Fad1

（2-24） p据此进行磁路计算，得到永磁体的工作点bmN，则 （2-25）

?n(1?fa')Fad1式中：bmN?。对于串联式磁路结构，fa'?。

?0hmHc?10?n?1因此直轴电枢反应电抗为

E0?Ed4.44fNKdp?0??1N X?? （2-26） adIdId（2）交轴电枢反应电抗

12 -

Fad1?KadFad?0.45mKadKdpNId

???δ??δ?Xaq?Xad?1??X1??? ad???m??σ???m??σ?（3）永磁同步电动机的电磁转矩 永磁同步电动机的输入功率为

P1?mUI1cos?（2-27）

?mUI1cos(???)

（2-28）

?m(UIdsin??UIqcos?)将式（2-18）代入（2-28）得

2P1=m[I1R1?IqId(Xq?Xd)?E0Iq]

（2-29）

将式（2-29）扣除定子损耗mI12R1就是包括铁耗和杂散损耗在内的电

磁功率，即

2Pem?P1?mI1R1 =m[IqId(Xq?Xd)?E0Iq]

=m[XdUsin??R1(E0?Ucos?)]?(R12?XdXq)2[RU1sin?(Xq?Xd)?Xq(E0?Ucos?)(Xq?Xd)? （2-30）

E0(R12?XdXq)]通常定子绕组电阻较小，忽略其影响，则

mPem?Usin?[(E0?Ucos?)(Xq?Xd)?E0Xd]XdXq （2-31） 2??mUE0mU11 =sin???sin2????Xd2?XXd??q

永磁同步电动机的电磁转矩为

PemPemmpUE0mpU2?11?Tem???sin???sin2? （2-32） ?? ?Ω??Xd2??XXd??q式中：?和?分别为电动机的机械角速度和电角速度。 …… 此处隐藏：395字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……