永磁电机设计的几个问题PPT课件

1,永磁电机设计的几个问题（永磁电机基础理论与应用）,.,2,一.永磁电机能力估算,二.基本电磁关系,三.绕组设计,四.定转子设计,五.极槽配合,.,3,一.永磁电机能力的估算,几何相似原理和电机常数,其中CA电机常数，D定子内径，n转速，,l铁心有效长度，,A线负荷,m相数、I电流值,W每相匝数,.,4,电机能力有关的因素,体积尺寸；速度；A线负荷；,参数的取值总的原则损耗、发热,尺寸形状长径比=L/D，有效长度和电阻的关系（和发热的关系）,A（线负荷）（30100）A/cm，取值原则：大小、冷却方式、工作制、转速（损耗的分配）,.,5,二.基本电磁关系能量关系,B（气隙磁密）（0.20.9）T，取值原则（和损耗有关）：速度、材料、极数，铁心各部磁密,Tout电动机输出的转矩（N.m）,.,6,转矩关系,3.基本电磁关系电压方程式,.,7,转矩方程式,.,8,运动方程式J总的转动惯量、kD阻尼系数、TL负载转矩,.,9,4.电机内遵循的几个基本物理定律法拉第定律电磁感应定律右手定律,e感生的电动势、气隙磁通、l导体长度、v线速度、,比奥-沙伐定律电流产生磁场,.,10,安培定律电磁力定律左手定则,f电磁力、I(i)电流、B磁感应强度、r转子半径,安培环路定律,H磁场强度,.,11,三.绕组设计,绕组的作用和对交流电机绕组的要求1作用产生电势；产生磁势、生成磁场；产生力。2对交流电机绕组的要求电压和磁通的正弦性；各相电压在数值上相等，相位上对称；,.,12,电角度:三相：0、120、240二相：0、90各相和各并联支路的电阻和感抗相等；绕组电阻应尽可能小，以减少铜耗；,容易构成所必须的并联支路数；用铜量少；端部要小，产生的附加损耗要小；绝缘可靠；足够的机械强度；,热性能好，散热、通风问题；加工、检修方便。,.,13,绕组构成按形状：软线圈和成形线圈；每槽内元件边数：双层绕组：每槽内有两个元件边，上下层；单层绕组：每槽内只有一个元件边；并绕导线根数。,双层绕组易于短距，单层的有些限制；双层的端部排列整齐，利于散热和加强机械强度，所以双层的应用更为广泛。,.,14,.,15,.,16,.,17,四.定转子设计定转子设计的原则技术性能电、机械、抗环境条件能力。不同的电机、不同类型的电机，要求不一样：伺服、驱动等等。伺服：动、静态特性、转动惯量、转矩脉动、调速范围，驱动：效率、成本、速度曲线、高效区；结构、安装专门设计和系列通用。考虑冷却方式的需要；效率和成本。效率损耗和发热。,.,18,设计要点定子内外径之比和细长比Di/Do和Di/ls；a.磁通和极距长，b.铜损和铁损，c.转动惯量，d.绕组直线长和端部长，e.结构需要，f.所选用的材料（永磁材料和导电材料）；槽面积和磁路尺寸a.损耗和效率，b.成本，c.各部磁负荷分布的合理性，d.性能要求，例如：高效区；,.,19,机械强度和工艺性隔磁桥、齿宽、齿高、轭宽、槽口宽、气隙，下线和加工；冲片形式分离式、整体式。铁心的固定a.形成一体，b.固定；气隙磁场波形（极弧形状和极狐宽度）、开口槽和闭口槽。,.,20,五.极槽配合极槽配合原则（不同类型电机侧重点不一样）齿槽拉力要小；消除谐波能力要强绕组消除谐波的能力和磁场谐波的含量；绕组系数要尽可能大（绕组利用率），绕组节距尽可能接近电的180；,绕组构成、联接和形成支路数的需要；工艺性要好。对于伺服电机：二点；一般驱动电机：二点。可从电势波形看出。,.,21,2.选择要点对于三相电机Z/m必须是整数（对称绕组）；2PZ、2PZ/2；为达到绕组节距大致等于180,当Z为偶数时，可以取Z=2P2，当Z为奇数时，可以取Z=2P1；转速的高低影响极槽数的选择：转速高的极数少、转速低的极数多；,.,22,对于方