【碩士畢業(yè)論文原稿】同步永磁混合勵磁永磁電機(jī)-展示頁
2024-09-04 17:48本頁面
【正文】 中，交流電機(jī)正在取代直流電機(jī)[1][2]。同時，關(guān)于電機(jī)在交流傳動系統(tǒng)中的運用，已經(jīng)做出了大量的研究 [1][3][4]。永磁電機(jī)因為其良好的功率密度大和效率高等優(yōu)點，越來越受歡迎特別是對于小額定功率電機(jī)。最近，隨著高矯頑力、高剩余磁通密度和高能量的永磁材料的發(fā)現(xiàn)，使永磁電機(jī)氣隙磁通密度可進(jìn)一步提高，電機(jī)的功率密度也得到了進(jìn)一步增大。當(dāng)電機(jī)需要弱磁運行時，這樣就大大限制了永磁電機(jī)在高速場合的應(yīng)用。這是由于其氣隙小同時電機(jī)轉(zhuǎn)子上有一套勵磁繞組。本文提出了一種新型的同步/永磁混合勵磁永磁電機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)子分別有永磁體與勵磁繞組，其中有四個永磁極和兩勵磁繞組；定子與普通的電勵磁電機(jī)相同。通過改變轉(zhuǎn)子勵磁繞組的電流方向，改變兩個勵磁繞組所在磁極的磁勢方向，電機(jī)可在增磁或去增下運行。當(dāng)轉(zhuǎn)子不通入勵磁電流時，由于永磁體有較高的矯頑力，氣隙中也存在較大的氣隙磁密通。電機(jī)共有6個磁極，其中4個是永磁磁極，2個是電勵磁磁極。式１與式２表示出了計算公式 (1) (2)式中：表示永磁磁極的有效磁通面積永磁磁極磁化方向長度剩余磁通密度永磁體的相對磁導(dǎo)率根據(jù)戴維南定理，等效電路可用磁動勢m與磁阻抗的串聯(lián)表示，可如圖2（b）所示 （3） （4）圖3六極同步/永磁混合勵磁永磁電機(jī)的磁路模型根據(jù)永磁體的等效電路方程，同步/永磁混合勵磁永磁電機(jī)的電路模型如圖3所示，圖中兩個環(huán)表示定子軛部與轉(zhuǎn)子軛部，12個磁阻與6個磁勢源。 （6）是表示永磁磁極的磁阻 （7）是表示兩個磁極間漏磁磁阻，式中表示漏磁路的長度表示漏磁路的面積表示永磁磁極的磁動勢表示鐵磁磁極勵磁繞組的磁動勢磁路等效電路圖如下式所示： （8）式中表示轉(zhuǎn)子磁勢（將定子作為零磁勢參考點）表示磁動勢第i條支路表示磁阻第i條支路由于永磁磁極與勵磁繞組都是成對的關(guān)系，因此總是為零。但是由于永磁磁極的磁阻較大，因此永磁磁極的氣隙磁密變化較小。2）一相繞組的反電勢：一相繞組感應(yīng)電壓 （13）隨著轉(zhuǎn)子繞組，每一相繞組經(jīng)過兩個永磁磁極與一個鐵磁磁極，由于鐵磁磁極中電流方向可調(diào)，一相繞組反電動勢波形如圖4所示，圖4（a）中表示勵磁繞組為增磁作用時反電動勢波形，圖4（b）中表示勵磁繞組不通入電流時反電動勢波形，圖4（c）中表示勵磁繞組為弱磁作用時反電動勢波形。所以在任何時刻總有兩個永磁磁極和一個鐵磁磁極的影響。在三種工況下，假定轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速衡定，為一相繞組感應(yīng)的反電動勢，在第一種工況下通入正向的勵磁電流，鐵磁磁極的磁勢方向與相鄰的永磁磁極的磁勢方向相反，則繞組的反電動勢為： (14)如圖5所示。第三種工況勵磁電流為負(fù)，鐵磁磁極的磁勢方向與相鄰的永磁磁極的磁勢方向相同，繞組反電動勢為 (16)圖5通入正向勵磁電流時反電動勢圖6通入勵磁電流為零時反電動勢圖7通入負(fù)向勵磁電流時反電動勢如果機(jī)電通入一個正弦波
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