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

1、永磁同步電機由于其勵磁來源為永磁體，具有結(jié)構(gòu)簡單、高功率密度、高效率的優(yōu)點，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)的永磁同步電機過載能力強，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度時為負(fù)值，最大電磁轉(zhuǎn)矩的功角大于90度，在負(fù)載運行時永磁體存在較大的退磁危險。另外，在負(fù)載運行時交軸磁路很飽和，鐵損耗大，電機效率不高。

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

3、對有限元方法進行介紹的基礎(chǔ)上，對永磁同步電機進行了仿真分析，得到了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)永磁同步電機和反凸極結(jié)構(gòu)永磁同步電機的空載磁力線分布，兩電機磁力線分布均為兩對極，與實際情況相符合，且反凸極結(jié)構(gòu)永磁同步電機的漏磁較小，說明該電機設(shè)計合理。
　　對電機的空載性能進行了分析，得到了電機在空載時的氣隙磁密和空載反電勢曲線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)永磁同步電機的氣隙磁密及空載反電勢中的諧波含量相對較少，更接近正弦波。

4、r>　　對兩種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電機的起動性能進行了分析，兩電機均可從靜止由異步起動狀態(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)永磁同步電機比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)永磁同步電機能夠略快達(dá)到同步速度，顯示出較強的起動能力。
　　對所提出的反凸極結(jié)構(gòu)永磁同步電機在不同負(fù)載下穩(wěn)態(tài)運行的電磁轉(zhuǎn)矩、電流、鐵耗、銅耗進行了分析，表明該電機在任何負(fù)載情況下均可穩(wěn)定運行。
　　最后對兩電機在額定運行的情況進行了比較，該新穎結(jié)構(gòu)永磁同步電機和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)永磁同步