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    188宝金博页面版: 浅析永磁同步电机的设计应用

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    内容提示： CONSTRUCTION技 术 探 讨1.永磁同步电机的基本结构异步启动永磁同步电动机的主要原理是在三相感应电动机的转子铁心内放置永磁体，依靠笼型转子绕组产生的异步转矩进行启动。运行到正常启动后，由转子永磁体的磁极与定子绕组产生的磁场相互作用，形成恒定转矩。电动机的转速为同步转速，不过此时的笼型绕组已经不需要在起作用力。与以往单纯的异步电机相比，永磁同步电动机有着高效率、高功率因素和宽经济运行范围等优势。永磁同步电机主要包括转子、定子、轴以及机座几个主机部件结构。如图1.1为一台永磁同步电动机的横截面示意图。永磁同步电机定子与感应电机...

    文档格式：PDF | 页数：2 | 浏览次数：212 | 上传日期：2015-11-15 14:19:50 | 文档星级：
    CONSTRUCTION技 术 探 讨1.永磁同步电机的基本结构异步启动永磁同步电动机的主要原理是在三相感应电动机的转子铁心内放置永磁体，依靠笼型转子绕组产生的异步转矩进行启动。运行到正常启动后，由转子永磁体的磁极与定子绕组产生的磁场相互作用，形成恒定转矩。电动机的转速为同步转速，不过此时的笼型绕组已经不需要在起作用力。与以往单纯的异步电机相比，永磁同步电动机有着高效率、高功率因素和宽经济运行范围等优势。永磁同步电机主要包括转子、定子、轴以及机座几个主机部件结构。如图1.1为一台永磁同步电动机的横截面示意图。永磁同步电机定子与感应电机基本相同，结构均采用硅钢叠片；电枢绕组主要有集中整距组、分布短距绕组以及非常规绕组，为了减少杂散损耗，定子绕组采用双层短距套组。绕组由铜线绕制而成，三相绕组对称地嵌入定子槽内，绕组与铁心之间均需要做好绝缘，双层绕组的上下两层导体之间也有层间绝缘。2.永磁同步电动机的电磁材料选择我国是个能源丰富的稀土大国，稀土储量占世界的80％之多，研究和开发中型高效稀土永磁同步电动机还可大面积推广应用我国资源丰富的钕铁硼永磁材料，变资源出口为高附加值产品出口，并促进稀土永磁材料行业、电机行业、风机水泵行业和石油化工行业的产品结构调整和更新换代，产生以科技为先导的新的经济增长点。2.1永磁材料的选择天然磁铁矿是最早的永磁材料，四氧化三铁是其主要的成分。到20世纪初人们对永磁材料进行了深入的研究。到最近几年出现了许多性能优异的永磁材料。主要有铝镍钴永磁材料、铁氧体永磁材料、稀土永磁材料等几种。永磁体的性能对永磁同步电动机的动、稳态性能、体积、可靠性、设计制造特点和应用范围有很大的影响。2.2永磁材料选择的原则（1）矫顽力、内秉矫顽力和剩余磁感应强度，三者的值越高说明磁铁的性能越好，在综合考虑经济性的前提下，应该选用矫顽力、内秉矫顽力和剩余磁感应强度值大的铁磁材料。（2）最大磁能积。永磁体通常是在去磁状态下工作的，退磁曲线上任何一点代表一个磁状态，永磁体B和H的乘积代表永磁体所具有的磁场能量密度，称为磁能积，退磁曲线上存在一点d，该点的磁感应强度Bd和磁场强度场的乘积有最大值，称为最大磁能积。磁能积越大，磁性能越好。（3）相对回复磁导率。回复磁导率与真空磁导率的比值称为相对回复磁导率。（4）温度系数。永磁体在工作中受环境温度和电机产生的热量的影响，永磁体性能会发生可逆变化和不可逆变化。温度系数通常用剩磁温度系数CXp来描述。（5）居里温度和最高工作温度。永磁体在一定温度是失去磁性，该最低温度称为居里温度，永磁体保存某一温度lOOOh后，永磁体磁性不可逆的损失磁性小于5%的最高温度称为最高工作温度。（6）各向同性和各向异性。在永磁体形成过程中，往往对其施加磁。蛊浯懦氲囊状呕较蚨佳赝环较，这样得到的永磁体称为各向异性永磁体，否则就是各向同性永磁体。3.电机的电磁设计在设计电机的电磁方面，首先要保证电机达到预想的电机效率及功率因数外，其次还要要充分计算到磁钢漏磁对电机性能的影响，并考虑在电机温升的设计时，加入磁钢对电机的运行稳定性所起的作用。同时，在电机的启动性能，过载能力等方面都要达到理想的平衡点，这对电机设计时的各种参数的设定和选择有着很高的要求。在设计过程中，结合国内外成熟的设计程序和经验，用有限元算法完成电机的电磁场及电磁计算，常使用的设计技术软件有Ansoft公司推迟的机电系统仿真软件包MAXWELL。MAXWELL是一款强大的电机仿真软件，可以通过输入相应的电机参数，绘制定子内外径和槽形尺寸，转子内外径，槽型和端环，以及磁钢设计尺寸和对应材料，软件可自动生成相应性能曲线，并进行电机的有限元分析。下图为根据电机生产需要，在设计定转子铁心及绕组时仿真的电机磁场分布曲线。磁通密度在整个定转子上的分布。其浅析永磁同步电机的设计应用张　林 1 　瞿超畅 21.安徽马钢工程技术集团有限公司　247000；2.中钢集团安徽天源科技股份有限公司　247000摘　要：伴随着永磁电机及其控制技术的飞速发展以及稀土永磁体概念的提出，通过永磁体来建立磁。ü懦∥浇榻谢的芎偷缒芟嗷プ坏挠来诺缁玫搅嗽嚼丛焦惴旱耐乒愫陀τ。永磁电机以其高效率、体积小、质量轻、转速低、噪音低、冷却方式简单等优点越来越成为推进电机的主流。本文主要研究了永磁同步电机，根据电机特殊工作环境对永磁同步电机作了电机结构设计。关键词：永磁同步电机；有限元分析；电磁设计中图分类号：S611 文献标识码：A第4卷　第21期2014年7月

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