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      文章標(biāo)題:高效節(jié)能稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)的研究
    回復(fù)文章
    作者:vivan2254  發(fā)表時(shí)間:2010-4-21 14:37:21
    高效節(jié)能稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)的研究
    竇滿鋒  劉衛(wèi)國  李鐘明(西北工業(yè)大學(xué)西安710072)
    l引 
        西北工業(yè)大學(xué)稀土永磁電機(jī)研究所研制成國內(nèi)第一臺(tái)800w高效節(jié)能紡織電機(jī)(該項(xiàng)目獲1993年全國發(fā)明二等獎(jiǎng))后,承擔(dān)了國家“八五”攻關(guān)項(xiàng)目“稀土永磁高效節(jié)能紡織電機(jī)”,本項(xiàng)目系其中的一個(gè)主要子項(xiàng)目,1993年8月在山西省通過省級(jí)鑒定,鑒定結(jié)論認(rèn)“填補(bǔ)了山西省空白,居國內(nèi)****水平”,現(xiàn)已由山西省晉中電機(jī)廠投入批量生產(chǎn)。
    2主要技術(shù)指標(biāo)
    (1)額定電壓
    (2)額定功率
    (3)額定轉(zhuǎn)速
    (4)額定效率
    (5)額定功率因數(shù)
    (6)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)
    (7)牽入轉(zhuǎn)矩倍數(shù)
    (8)過載能力1
    (9)起動(dòng)電流倍數(shù)
    3方案選擇
    3.1稀土材料
        選用nnf-30h,性能指標(biāo):
    國家“八五”重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目
        溫度系數(shù)abd/bd<百分之4
        居里溫度320℃
        工作溫度120℃
    3.2結(jié)構(gòu)方案
    3.2.1定子結(jié)構(gòu)
        采用標(biāo)準(zhǔn)三相異步電機(jī)fx132s-6定子結(jié)構(gòu),僅對(duì)繞組型式作適當(dāng)調(diào)整。
    3.2.2轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)主要是轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是轉(zhuǎn)子坤片的設(shè)計(jì),轉(zhuǎn)子沖片設(shè)計(jì)的核心問題有:磁路結(jié)構(gòu)(包括主磁路和漏磁回路)的確定;磁鋼用量的合理選擇;轉(zhuǎn)子鼠籠槽數(shù)和槽形設(shè)計(jì);轉(zhuǎn)子沖片的整體性和加工工藝的簡(jiǎn)單性。從這四個(gè)角度出發(fā),設(shè)計(jì)出fty132s-6的轉(zhuǎn)子沖片結(jié)構(gòu)如圖1所示。整個(gè)轉(zhuǎn)子采用鑄鋁結(jié)構(gòu),每臺(tái)電機(jī)磁鋼用量0. 87kg。
     
    4電機(jī)設(shè)計(jì)
    4.1運(yùn)行狀態(tài)的確定
        稀土永磁同步電機(jī)勵(lì)磁恒定,運(yùn)行狀態(tài)是設(shè)計(jì)的前提和基礎(chǔ),兼顧高力能指標(biāo)和低成本兩個(gè)因素,fty132s -6運(yùn)行狀態(tài)設(shè)計(jì)在欠勵(lì)去磁作用狀態(tài)下,其電勢(shì)向量圖和轉(zhuǎn)矩一功角曲線圖如圖2a、b所示。
        a.功角在40度~55度范圍內(nèi)變化時(shí),負(fù)載變化范圍很大,而功率因數(shù)變化很小,保證電機(jī)在大負(fù)載范圍內(nèi)保持高力能指標(biāo)。
        b.電機(jī)****功角大于110度,過載能力強(qiáng)。
        c.勵(lì)磁為欠勵(lì),磁鋼用量減小。
    4.2電機(jī)設(shè)計(jì)
        fty132s-6稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)由電磁設(shè)計(jì)、場(chǎng)的有限元分析及場(chǎng)路結(jié)合的cad設(shè)計(jì)三部分組成。
        電磁設(shè)計(jì)按永磁電機(jī)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行,考慮ndfeb的特點(diǎn),根據(jù)經(jīng)驗(yàn)調(diào)整傳統(tǒng)電機(jī)設(shè)計(jì)的一些經(jīng)驗(yàn)參數(shù),作出部分有理論依據(jù)的修正。
        場(chǎng)的有限元分析,其目的是為了得到電路各部分的準(zhǔn)確場(chǎng)量以及氣隙磁場(chǎng)的分布。該方法也是對(duì)電磁設(shè)計(jì)結(jié)果的檢驗(yàn)和校核。
        場(chǎng)路結(jié)構(gòu)的cad設(shè)計(jì)利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性、快速性的特點(diǎn),把路的設(shè)計(jì)與場(chǎng)的分析相結(jié)合(磁場(chǎng)參數(shù)用場(chǎng)分析得到,電參數(shù)用路的計(jì)算得到)并以高力能指標(biāo)與低成本為目標(biāo)進(jìn)行的路結(jié)合的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
    5美鍵技術(shù)
        受永磁體“發(fā)電制動(dòng)轉(zhuǎn)矩”和凸極效應(yīng)轉(zhuǎn)矩的影響,稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)的主要問題是起動(dòng),fty132s-6采用以下方法改善起動(dòng)性能:
        (1)增大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩
        同步運(yùn)行時(shí),轉(zhuǎn)子導(dǎo)條中無基波電流,增大轉(zhuǎn)子電阻可以增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,但不影響效率。
        (2)削弱凸極效應(yīng)
        設(shè)計(jì)合理磁路結(jié)構(gòu),降低比值,可以有效地降低凸極效應(yīng)。
    (3)利用鼠籠導(dǎo)條的阻尼作用削弱振蕩轉(zhuǎn)矩
        同步速附近,各種轉(zhuǎn)矩相互作用容易引起轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速振蕩,合理選擇定轉(zhuǎn)子槽配合不僅可以增加起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,也可以增加牽入轉(zhuǎn)矩,削弱振蕩轉(zhuǎn)矩。
        (4)計(jì)及擠流效應(yīng)、飽和效應(yīng)、凸極效應(yīng)及“發(fā)電制動(dòng)轉(zhuǎn)矩”,仿真稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過程。
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