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文檔簡介
1、在某些電機應(yīng)用場合,例如航空航天、汽車動力、軍事、車床加工等領(lǐng)域,由于其在體積、質(zhì)量、環(huán)境適應(yīng)性、可靠性等方面的特殊要求,以及某些特殊的負(fù)載間歇突變工況,常規(guī)設(shè)計的電機已經(jīng)無法滿足使用需求,具有極限輸出性能的電機成為人們追求的目標(biāo),期望電機在轉(zhuǎn)速不變的條件下具有高的轉(zhuǎn)矩過載能力。
本文研究的永磁同步電機的過載能力是指在恒定轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩過載能力,過載倍數(shù)是最大輸出轉(zhuǎn)矩與額定輸出轉(zhuǎn)矩的比值。恒定轉(zhuǎn)速下,普通永磁同步電機輸出轉(zhuǎn)矩超過
2、額定轉(zhuǎn)矩時,其轉(zhuǎn)矩輸出不會隨著輸入電流呈線性增長,出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。這是由于在過載狀態(tài)下,電機出現(xiàn)定子鐵心飽和、電樞反應(yīng)過強、直軸去磁作用過大、電機溫升過高電機可靠性下降現(xiàn)象。在這些制約條件下,電機的輸出能力難以繼續(xù)提高。
本文從永磁同步電機(PMSM)的輸出功率入手,分析永磁同步電機的極限輸出功率與極限輸入電流的關(guān)系,著重解決如何提高電機的極限輸入電流,從而提高電機的過載能力。針對上述三種制約因素,進一步分析鐵心飽和、電樞反應(yīng)和
3、電機可靠性對永磁同步電機過載能力的影響。
針對永磁同步電機從電機原理和結(jié)構(gòu)兩個方面入手,通過改變定子和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)參數(shù),分析整數(shù)槽和分?jǐn)?shù)槽對電機過載能力的影響、分析極槽配合對電機過載能力的影響、分析定、轉(zhuǎn)子外徑比例對電機極限輸出轉(zhuǎn)矩的影響、分析齒槽面積比例對電機過載能力的影響、分析磁鋼尺寸和極對數(shù)對永磁電機極限輸出能力的影響。
接著本文分析了無槽電機(Slotless Permanent Magnet Synchrono
4、us Motor,SL-PMSM)的過載能力,并與有槽 PMSM的過載能力進行對比。在特定定子外徑、體積下,SL-PMSM的功率密度小于有槽 PMSM。在定子外徑小于44.5mm的條件下,SL-PMSM的功率密度更高,過載能力更強。
最后根據(jù)上述分析設(shè)計一臺具有高過載能力的永磁同步電機,設(shè)計轉(zhuǎn)矩過載倍數(shù)10倍。通過合理的試驗方法,測得高過載電機的過載倍數(shù),繪制轉(zhuǎn)矩-電流曲線,分析其線性度;利用溫度傳感器測量在高過載狀態(tài)下電機的
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