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永磁直驱电机的设计与工艺

发布时间:

2022-10-10 22:09

  1、永磁电机的节能原理

  与感应电机相比,永磁直驱电机不需要无功励磁电流,可显著提高功率因数,降低定子电流和定子损耗,稳定运行时无转子电阻损耗,因此,在降低总损耗的同时,可以减少风机及相应的风摩擦损失,使其效率比同规格的感应电机提高10~15个百分点。此外,永磁同步电动机在25%~120%额定负载范围内能保持较高的效率和功率因数,使其在轻载运行时节能效果更加显著。

  2、永磁直驱电机转子结构的选择

  永磁电机的磁极形式根据安装形式可分为表面式和内置式;根据永磁体的励磁方向可分为径向结构、切向结构和混合结构。直接驱动永磁同步电动机转子永磁体的结构形式。

  由于直接驱动永磁同步电动机的磁极数较多,混合式电动机的设计和工艺复杂,因此使用较少。从变频器SPWM电源与永磁电机匹配运行组成的低速大转矩驱动系统的优化角度来看,为了保证驱动系统有足够的线性调节范围,SPWM变频器的额定输出频率应尽可能高(一般在25Hz以上);为了降低变频器的成本和损耗,变频器的额定输出电流应尽可能小。因此,在电机设计中应采用多极结构,以降低额定同步转速;在大转矩的情况下,如果电机的额定电流降低,则每极要具有足够强的励磁磁场。永磁体提供的磁场强度与其励磁面积有关。切向结构一个磁极下的磁通量由两个相邻的磁极并联提供,可以获得更大的励磁面积。因此,切向结构非常适合于多极永磁直驱同步电动机。

  3、永磁直驱电机绕组结构的选择

  低速大转矩电机采用分数槽绕组时,一般选择极槽配合,使每相每极槽数Q<1。与整数槽绕组结构的电机相比,分数槽绕组的优点,特别是每相每极槽数Q<1的分数槽绕组,体现在:

  1) 分数槽绕组齿槽转矩幅值小,有利于减小电机转矩脉动,提高调速精度,降低电机振动和噪声;提高了绕组的分布效果,改善了电机感应反电势的正弦性;

  2) 减少了电机每极下的槽数,用较小的槽代替较小的槽,定子槽的有效利用面积更大,可以缩短线圈端部的长度;

  3) 分数槽绕组电机可获得电机节距为1的集中绕组设计。此时,电机的每个线圈仅绕在一个齿上,缩短了线圈的周长和绕组端部的延伸长度,降低了电机的铜耗,节约了生产成本,提高了电机效率。

南京迪瓦永磁科技有限公司(永磁直驱电机)

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