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新型电机的环绕预设和抗测算研讨
编辑:娱乐吧亚洲第一品牌 发布日期:2018-09-19
  提出了分裂线圈(winding)法变极方案(plan),通过对部分线圈分裂并换相,使得相绕组支路不平衡度大大减小,绕组利用率得到有效提高,从而提高了马达性能(xìng néng),而且线圈节距选择(Select)灵活度高,变极前后容易取得恰当磁密比。微型电动机是一种体积、容量较小,输出功率一般在数百瓦以下,用途、性能及环境条件要求特殊的一类电动机。娱乐吧亚洲第一品牌由于临界转差率反比于电源频率,可以在临界转差率接近1时直接启动,因此,过载能力和启动性能不再需要过多地考虑,而要解决的关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力,及确保电机的使用寿命。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)。关于感应电机转子槽漏抗的计算(calculate ),前人已经作了很多工作(job),虽然计算中都考虑(consider)了载流导体的集肤效应,但多数文献是以单个转子槽为基准,进而算出一相槽漏抗。由于电机的实际磁场(定义:传递实物间磁力作用的场)中,各转子槽磁密分布并不相同,各槽口涡流(又称:傅科电流) 不相同,各槽槽漏抗不相同,因此,通过计算一个转子槽漏抗来推算出的一相转子槽漏抗的方法(method)不够精确。

  本文以一台采用分裂线圈法换相变极电机YD132M - 4 /6- 5 5kW为例,给出了线圈分裂比的确定方法,采用正弦时变有限元法对其涡流场进行了计算,并且利用能量法计算了不同负载时和起动时对称(symmetry)极间区(相邻N极和S极的各一半组成的180电角度(angle)区域)转子各槽的槽漏抗,近似算出转子槽漏抗,得出转子槽漏抗随负载变化的规律(rhythmical)。
  2绕组排列方法和线圈分裂
  2 1 YD132M - 4 /6分裂线圈法变极绕组排列
  本文以YD132M - 4 /6变极电机为例,说明采用分裂线圈法变极的绕组排列过程(process)。该电机定子(组成:定子铁芯、定子绕组和机座)槽数Z 1 = 36,转子槽数Z 2 = 33,变极前为6极,变极后为4极,定子绕组采用双层叠绕。
  2 2线圈分裂比K C的确定
  由于6极各相支路平衡,支路无环流,且变极后三相绕组排列情况(Condition)相同,这里仅分析(Analyse)变极后A相
  L、M和N三支路间感应电势平衡条件(tiáo jiàn)下,线圈分裂比K C的确定方法。
  以上从理论上论证了,如能实现线圈分裂比为2cos20 ,则无论电机处于变极前或变极后情况下,这种方法所用3Y /3Y连接均会使电机处于三相绕组严格对称相支路间没有环流的理想状态。本文对采用分裂线圈法的YD132- 4 /6变极电机在线圈分裂比为2cos20时的绕组系数和采用传统(chuán tǒng)变极方案一不计及支路
  D、
  E、F和
  G、
  H、J与计及
  D、
  E、F和
  G、
  H、J时的绕组系数分别进行了计算可看出YD132- 4/6- 5 5kW变极电机采用分裂线圈法的换相变极方案, 6极时绕组利用率得到提高。
  2 3相绕组支路不平衡度计算
  3新型多星型换相变极电机的有限元分析
  3 1求解涡流场数学模型(model)
  鉴于分裂线圈法3Y /3Y换相变极电机定子绕组的特殊性(particularity),以电机的整个横截面作为求解区域所示。为计算方便,作以下假设:电机横截面内的电磁场(electromagnetic field)按二维场处理(processing),铁心外圆的散磁忽略不计;定子导体和铁心中集肤效应忽略不计;场域中各场量随时间按正弦变化。
  3 2定子电流的计算
  电机的定子电流可通过迭代的方法计算,迭代方程为:U = I(R + jX ) + E( 6)式中: U为定子端电压(voltage); R为定子电阻和归算到定子侧的转子端部电阻; X为定子端部和归算到定子侧的转子端部漏抗; E为感应电势。感应电势E的计算为E = j L ef 2aK f i= 1(- A i N i)在上述计算过程中,计算定子电流首先必须对涡流场进行求解。
  3 3转子槽漏抗计算
  3 3 1单个转子槽的槽漏抗计算
  在用上述方法算得电磁场后,电机()转子第i个槽的槽漏电感可由下式获得。
  3 3 2考虑磁场分布的转子槽漏抗计算
  由于穿过每个转子槽的磁通大小和方向以及铁心的饱和程度均有不同,在各个槽感应出的槽漏抗也不同,仅以某一个转子槽算出的一相转子槽漏抗是不够精确的。考虑到磁场分布的对称性,以对称极间区的转子槽为研究(research)对象。
  4计算与试验结果
  可看出:随着负载增大,转子槽漏抗不断减小,这是由于负载不断增大,转子槽口饱和程度增大造成;处于对称极间区转子槽的槽漏抗较大,极中心线处转子槽漏抗最大,这是由于穿过此位置(position )的转子槽磁力线较少,饱和程度低,而极中心线处却相反; 4极时相邻两个半极下各转子槽漏抗较之6极分布均匀(jūn yún),这是由于6极时磁密高而对称极间区转子槽数少,穿过各转子槽的磁通变化大。
  可看出,本文所述方法计算结果与传统方法相比较准确,表中转子起动漏抗的计算值为所得起动时转子槽漏抗计算值与传统路的方法计算的起动时转子其他漏抗值之和,它与实测结果的差异,可能(maybe)是由转子谐波漏抗与斜槽漏抗计算误差和试验误差共同产生。
  5结论
  本文通过采用分裂线圈法新型换相变极电机的计算和分析,得出如下结论:1)分裂线圈法变极方案,较之传统变极方案既提高了定子绕组利用率,又增强(enhancement)了定子绕组节距选择灵活度;2)随着负载增大,转子槽漏抗不断减小。对称极间区转子槽的槽漏抗较大,极中心线处转子槽漏抗较小;3)由于少极时磁密高且对称极间区转子槽数少,穿过各转子槽的磁通变化大,所以多极时对称极间区各转子槽漏抗较之少极时分布均匀;4)本文所提出的考虑各转子槽饱和与分布不均匀的转子槽漏抗计算方法是合理的。

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