單相永磁同步電動機穩態性能計算
常曉軍，王建輝
(上海交通大學，上海200240)
摘要：從介紹了一種計算分析單相電容運行永磁電動機穩態性能的方法。計算分析以定子與轉子的不對稱性的坐標系變換、電壓迭代法為基礎，得到單相永磁同步電動機的穩態負載性能。
關鍵詞：單相永磁同步電動機；穩態性能；坐標系變換；電壓迭代
中圖分類號：tm341 文獻標識碼：a 文章編號：1llil4—7018(2008)07—0009—04
0引 言
單相自起動永磁同步電動機主要應用于壓縮機等需要較高效率的場合。與單相感應電動機相同，它由兩相繞組組成，一相繞組中串入電容，并輸入單相電壓作為能量供給；二者結構上主要的不同點在轉子內部是否有永磁存在，性能上則永磁同步電動機要高出感應電動機8％以上[5]。
單相自起動永磁同步電動機的轉子采用徑向式永磁結構，結構圖如圖1所示。
一般情況下定子的主副相繞組串聯匝數是不同的，轉子在結構上也不完全對稱，因此單相永磁同步電動機在電路、磁路上都是不對稱的，副繞組中串聯的運行電容的大小對其同步運行性能也存在很大影響，這些都使得單相永磁同步電動機的穩態性能分析和計算增加困難。
文獻[1]中提到了用電壓迭代法與對稱分量的方法來解決單相永磁同步電動機的負載特性計算，其迭代過程需要已知電機的交直軸阻抗、負序阻抗的大小。而對于單相永磁同步電動機，交、直軸阻抗與電動機的運行狀況是密切相關的，也就是說，由于定子電流在不同負載情況下，必然引起電機磁路上的變化，對于交、直軸電樞反應電抗、負序阻抗來說也必然是變化的，所以文獻[1]中提到的方法有一定的局限性。
文獻[2]提出了采用“電勢法”來計算三相同步電動機同步電抗的方法。這種方法是基于三相同步電動機的計算同步電抗的方法，而單相同步電動機與三相同步電動機在各方面都有許多不同，無法直接應用這種方法。
文獻[4]提出了單相永磁同步電動機穩態性能的計算方法，但是該方法沒有從整體的角度提出單相永磁同步電動機的計算方法。
本文采用對稱分量法、電壓迭代法、坐標系變換等方法，得到單相永磁同步電動機的穩態性能的計算方法：
1.2電壓與電流變換
由于定子主、副繞組在結構與電路上的不對稱，因此首先經過繞組變換將定子主、副繞組轉換為兩相對稱繞組，然后對變換后的電壓、電流進行對稱分量變換，得到對稱條件下的正、負序電壓和電流：
由于定子主、副繞組電阻與漏抗經過變換后并不相同，為了使定子主、副繞組變換后的電阻與漏抗也相同，定義：
2程序總框架
由于單相永磁同步電動機的定子繞組分布為正弦分布，因此，只需要考慮其總的匝數和繞組系數，然后根據槽滿率的要求計算主、副繞組的最小電阻，使其效率****。
首先規定定子主、副繞組的匝數，其次根據指定結構的定子、轉子得到其電阻及漏抗，圖5為程序結構流程。
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