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永磁电机的推进动力分析探究
编辑:娱乐吧亚洲第一品牌 发布日期:2018-09-03

  改善PMLSM的反电动势(气隙励磁磁密)波形的措施(指针对问题的解决办法)在理想的PMLSM结构(Structure)中,即不考虑(consider)齿槽效应与边端效应的PMLSM结构中,从理论上讲,可以采用如下两种措施实现气隙励磁磁密波形的正弦化:(1)采用在厚度方向上按一定规律(rhythmical)变化的均匀(jūn yún)充磁(使磁性不足的磁体增加磁性)不等厚紧密排列永磁体,利用马达PM在气隙高度方向上磁势的变化实现气隙磁密的正弦波形;(2)采用等厚矩形紧密排列的磁铁,磁铁按正弦规律进行充磁。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机,电力系统中的电动机大部分是交流电机,可以是同步电机或者是异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。电动机是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子(如鼠笼式闭合铝框)形成磁电动力旋转扭矩。微型电动机是指直径小于160mm或额定功率小于750W的电机,微型电动机常用于控制系统或传动机械负载中,用于实现机电信号或能量的检测、解析运算、放大、实行或转换等功能。从加工(Processing)成本(Cost)与加工工艺( technology)来看,上述两种方法(method)不具备实用性。而合理选择(Select)极弧系数是一种操作(operate)性较强的设计(Design)措施。
  在实际电机设计时,并无必要控制(control)励磁磁密的严格正弦形,在一定程度近正弦形即可,因为可以利用电机自身的特性(characteristic])(线电压(voltage)中无三倍次谐波)、分数槽、分布绕组设计等在感应电势中抵消较高次谐波,从而使得感应电势尽量接近正弦形。一般的PMLSM的励磁系统(system)采用均匀(jūn yún)充磁、等厚度的矩形磁铁,等厚度磁铁的均匀(jūn yún)充磁既易于实现又能保证工艺的一致性,矩形磁铁易于加工,同时装配(assemble)容易,因此在可制造(zhì zào)性、经济(Economy)性等方面具有相当的优越性。实际布局时,按充磁方向相互反向交替排列。只要合适设计极弧系数,即在极距确定的情况(Condition)下,合理设计永磁体宽度,再利用分数槽或分布绕组抵消高次谐波,使得励磁电势非常接近正弦形。
  不同极弧系数下的气隙中心线上的磁密波形及其基波如所示。在中,气隙磁密曲线由外到内和基波曲线由高到低对应的极弧系数由大到小,表明永磁体宽度越宽,气隙磁密幅度越宽,基波幅值越大,但对气隙磁密最大值影响不大。为了更好地确定何种极弧系数下的波形更合理还需要分析(Analyse)较高次的谐波大小以及是否在感应电势中体现出来。
  不同极弧系数下的气隙磁密波形及其基波对比数等于各次谐波的幅值(绝对值)之和与基波幅值之比,显然正弦系数越小,谐波影响越小,感应电势越接近正弦波形。但必须注意(attention)到,感应电势的正弦形与气隙磁密波形并非完全一致,因为由于的自身特性,如线电压中无三倍次谐波,或通过分数槽、分布绕组抵消掉一定的高次谐波或大大地削弱高次谐波,因此定义AE-sin表征感应电势的正弦系数,它的数值等于感应电势各谐波幅值的绝对值之和与基波幅值之比。按上述分析,在不同极弧系数下的气隙磁密基波幅值、三次谐波与五次谐波幅值、正弦系数、感应电势正弦系数对比。

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