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多向流转电机局域漏感数据的运算和勘验
编辑:娱乐吧亚洲第一品牌 发布日期:2018-10-10

  计算(calculate )公式的推导忽略端盖、机座壁、铁芯压板等非磁性金属结构(Structure)件的影响,用气隙电流(Electron flow)代替气隙的作用(role),用镜像电流代替铁磁媒质的作用,将马达端部磁场(定义:传递实物间磁力作用的场)问题简化为均匀(jūn yún)空气媒质中磁场问题,简化后的电机端部如所示。变频电动机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。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。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)。
  绕组端面近似由直线部分的通电导体在P点产生的磁场矩形面ABDE和渐伸线部的三角面BCD组成(BCD应为渐开线抛物型,计算表明,采用三角面近似处理(processing)误差并不大);设线圈(winding)端部ABCDE中流过电流为i,则GA和EF段径向电流(含其镜像)为2i,FG段气隙电流(含其镜像)为2i(2P-β)/(2P),FHG段气隙电流(含其镜像)为2iβ/(2P).
  由毕奥2萨法定理,任一通电导体段如在平面ABDE上P点处产生的磁密的大小为B=μ0i4π1d(cosα1+cosα2),(1)式中,d为P点到线段C′D′的距离;α1和α2分别为线段PC′,PD′与线段C′D′,D′C′的内夹角。磁密的方向eB由下式决定:eB=C′B′×C′P/|C′B′×C′P|=eBxi+eByj+eBzk,(2)式中,eBx,eBy和eBz分别为eB在x,y和z轴上的方向分量,可由C′,B′及P三点的坐标确定。
  平面ABDE的单位法向矢量n=ED×EA/|ED×EA|=nxi+nyj+nzk.(3)于是通电导体段C′B′在P点产生的ABDE法向磁密Bn=Benn=(1/d)(cosα1+cosα2).(4)由此可得通电导体段C′B′产生的穿过平面ABDE的磁通量(磁通)  计算过程(process)较为复杂。为简化计算过程,将定子(组成:定子铁芯、定子绕组和机座)圆面展成平面且不考虑(consider)端部喇叭口的影响,简化后的矩形面和三角面将同在xoy平面,如所示(有关的点重新编号),现将它们的磁通量分开计算。
  三角面磁通量的计算将三角面矩形化分块处理,如中的A′B′C′D′,其中C′和D′分别落在CF和DF上,A′B′和B′C′边垂直于y轴,用式(6)~(10)计算各分块矩形面的磁通量,之后,可以方便地求得整个三角面的磁通量  计算表明,分块数量不用太多,即可获得较好的精度(精确度)。采用式(6)和(7)计算气隙电流及其镜像产生的磁通量时,不同的气隙段应以不同的电流代入。于是,线圈两个端面的磁通总量为:  端部电感系数的计算与测量(cè liáng)专门绕制了定子绕组线圈和测量线圈对一交流绕组端部的自感、互感系数进行了计算和测量,测量线圈采用了非常细的漆包线,其形状和定子线圈端部的形状相同,将测量线圈嵌入(to insert)定子线圈端部内并扎紧,如所示;转子(rotor)铁芯内无图3测量线圈示意图导体。计算时假设线圈电流集中在槽的中心位置(position );在计算线圈自感时,将线圈等效为圆线棒,线圈端面的磁链计算面取圆线棒内表面围成的面积,圆线棒的内磁链引起的内电感为μ0le/(8π)(le为端部的长度).
  采用式(1)~(5)等的数值计算法为方法(method)一,采用式(6)~(10)等的解析(analysis 剖析;深入分析)计算法为方法二。计算和测量结果。表1线圈端部参数(parameter)计算和测量结果(×10-4H)两线圈相隔的槽距0123456方法一结果气隙电流及其镜像的位置对计算结果的影响较大,计算时可以认为气隙电流集中在气隙中心线上;开槽转子(rotor)(包括凸极转子(rotor))的等效气隙用卡氏系数修正。
  当两线圈距离较近时,两种方法的计算结果均与实测结果接近。两线圈距离较远时,方法二的误差增大;不过,由于其数值相对较小,对进一步所要计算的相与相之间的漏感(漏磁电感)系数影响不大。采用解析与数值相结合的方法计算交流电机端部漏感系数时,由于基本上消除了计算过程的误差,因此可以获得较好的结果。若将定子圆面展成平面,并不考虑端部喇叭口时,则本文所给出的有关公式可以使计算过程大为简化,同时其误差并不大。
  
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