【《异步起动永磁同步电动机的设计特点案例分析》2600字】

异步起动永磁同步电动机的设计特点案例分析目录TOC\o"1-3"\h\u24476异步起动永磁同步电动机的设计特点案例分析 1309811.1主要尺寸和气隙长度的选择 1161161.2电枢绕组设计 1222311.3永磁体设计 2126811.4提高异步起动永磁同步电动机功率密度和起动性能的措施 2235661.5提高永磁同步电动机效率和功率因数的措施 3异步起动永磁同步电动机经常用在需要高效作业的地方，因此对电动机的主要要求就是效率高，功率因数高，起动品质因数高和单位功率永磁体用量少等。本次设计的首要任务就是先确定电动机的结构，包括尺寸，材料等。做好初始方案。然后运用相关公式进行计算，检验其性能。不断改进相关设计参数，直到设计的电动机方案符合经济指标要求。1.1主要尺寸和气隙长度的选择永磁同步电动机的设计尺寸和普通电动机没有区别，包括对内部定子冲片内径的设计以及对电枢计算长度的设计。一般来说，要进行永磁同步电动机的设计，除了电动机的一些主要性能指标，如功率和额定转速等。其他的参数，像主要尺寸和定转子槽型等，就必须根据我们自身的经验来选定。一般来说，这个尺寸选择要略小一些，会方便我们在里面添加许多永磁材料。永磁同步电动机的杂散损耗很大，为了减小损耗，通常需要增大其气隙长度。同时也有降低电动机振动噪声的效果。电动机的中心高越大，其气隙长度也就越大。装配时也更加方便。在设计异步起动永磁同步电动机的气隙长度时，我们就不得不参考同规格的感应电动机的气隙长度，同时对它进行修改以达到设计要求。1.2电枢绕组设计异步永磁同步电动机进行电机绕组设计时，选择了普通三相绕组。在我们设计的过程中可以清楚的发现，永磁同步电动机的气隙磁场谐波较多，从而导致电动势中产生了特别多的谐波。要想将这个问题彻底解决，并实现得电动机性能的有效优化。我们在绕组设计上做出了一些改动。采用星形接法的双层短距绕组，其可以有效避免电动机绕组中相应环流的产生，并且在一定程度上可以实现电动势谐波更为有效的削弱。此外，绕组匝数和线规，则首先必须符合电动机定子槽的限制，进而得出确定结果。1.3永磁体设计永磁体的尺寸主要包括永磁体的轴向长度、磁化方向长度和宽度。设计时只需要考虑永磁体的磁化方向长度和宽度。因为轴向长度的选取与电动机铁心的轴向长度有关。一般相等或者略小于铁心的轴向长度。需考虑因素有:（1）电动机的直轴电抗的最终设计要想足够合理，就必须慎重确定磁化方向长度，要通过多次不同的设计以达到更好的设计成果，它通过影响直轴同步电抗的重要因素，从而对电动机多方面性能产生影响。（2）关于电动机的磁化方向的长度设计，首先，它不能太薄，原因是太薄一方面提高了其废品率提高，进而浪费了没必要的成本。另一方面，永磁体容易出现退磁现象，其装配和运输也更加难以进行。（3）设计磁化方向长度应该让永磁体处于最佳工作的状态，因为它还决定着电动机中水磁体的工作点。（4）永磁体宽度的调整也是至关重要的，首先，它不仅仅决定了永磁体提供的磁通面积的大小，而且它时刻影响着电动机的磁负荷，安装的永磁体越多，相应的也就能承担更高的磁负荷。转子磁路结构也可以更大。此外，永磁体的尺寸对空载漏磁系数也有决定性的影响，前者越大，后者就越小。使用永磁体之前，离不开相应的老化处理，表面涂层的处理也是十分必要的。1.4提高异步起动永磁同步电动机功率密度和起动性能的措施永磁同步电动机中的永磁转矩幅值通常与两个因素有关，这两个因素共同决定着它的大小，分别是空载电动势与同步电抗，失步转矩倍数也同样受它们的影响。如果要通过提高永磁转矩的方式来实现电动机功率密度的提高，就必须使En增大,Xd减小。我们可以通过对电动机的进行合理的磁路设计，就是对气隙长度进行适当的增加，或者改变永磁体的磁化方向长度。但是，不能为了提高永磁转矩就盲目的增大电动机绕组匝数，绕组匝数的增大，虽使空载反电动势得到了一定的提高，但同步电抗也变得更多，反而使两者比值更小，从而使永磁转矩幅值减少。交直轴同步电抗之差是一个很重要的数据，它基本可以决定磁阻转矩的大小。它越来越大，磁阻转矩幅值受其影响也会逐渐增大，同样地，电机的功率密度和过载能力也会逐渐增大。但是值得注意的是，这一数据也不能过大，过大将破坏电机最终的稳定性，相应的电机噪音也会更大。1.5提高永磁同步电动机效率和功率因数的措施永磁同步电动机作为一种高效电动机，其功率因数和效率的提高是十分必要的。在其他参数不变的情况下，由于空载反应电动势一定程度上决定着电动机的功率因数。要提高电动机的功率因数，必须使电动机的空载反应电动势在一个合适的取值范围内。通过不断对永磁体尺寸进行调整,可以促使电动机工作时的功率因数变得更加接近1,增加一些永磁体的使用量,这样就能够促使其在电力系统中工作。此外,一些其他的因素同样也会影响到电动机的功率因数。永磁同步电动机设计中一般用两种方法来提高空载反应电动势，一是更多的绕组串联匝数，二是对永磁体用量的增加。前者只能在电动机起动转矩、最小转矩、失步转矩和牵入同步能力有裕度的前提下方可进行,而后者则要考虑到不使电动机磁路过于饱和和制造成本不能过高。永磁同步电动机具有较高的空载反电动势，不仅可提高稳定运行时的功率因数,还可使运行于冲击负载下的永磁同步电动机具有较强的稳定性、较高的平均功率因数和平均效率。较高的功率因数还使定子电流变小、铜耗下降、效率提高和温升降低,所以,设计高功率因数的永磁同步电动机是提高电动机效率的一条重要途径。为减小永磁同步电动机的铁耗,一般采用单位损耗较小的铁磁材料,并配合以气隙磁场波形的优化设计以减小谐波造成的附加铁耗。减小永磁同步电动机的机械损耗通常对电动机装配质量进行改善，散热时换用更小的风扇等。永磁同步电动机有着更高的杂散损耗，为了降低它通常有以下几种措施。合理设计极弧系数，使气隙磁场谐波位于一个正常的范围。合理设计定转子槽的配合,采用Y接双层短距绕组或正弦绕组，减小槽开口宽度或采用闭口槽等。将定子斜一定的距离也可以降低永磁同步电动机的杂散损耗。定子斜槽不仅适用于异步起动水磁同步电动机,也适用于调速永磁同步电动机,不仅可碱小电动机的杂散损耗,