在同步速附近振荡

,

无法进入同步状态 。

经研究发现

,

当

( X

q

/ X

d

) >

4 时电机不能正常起动

,

出现“卡住”现象

[

4

,

5

]

。

在相同条件下

,

上述 3 类内置式转子磁路结构电动机的直轴同步电抗

X

d

相差不大

,

但它们的交轴同步电抗

X

q

却相差较大 。

切向式转子结构电动机的

X

q

最大

,

径

向式转子结构电动机的

X

q

次之 。

由于磁路结构和尺寸多种多样

, X

d

和

X

q

的大小需要根据

所选定的结构和具体尺寸运用电磁场数值计算求得 。

较大的

X

q

和凸极率可以提高电动机的

牵入同步能力 、

磁阻转矩和电动机的过载倍数

,

因此设计高过载倍数的电动机可充分利用大

的凸极率所产生的磁阻转矩 。

近年来

,

外转子永磁同步电动机在一些领域得到了广泛的应用 。

它的主要优点在于电动

机转动惯量比常规永磁同步电动机大

,

且电枢铁心直径可以做到较大

,

从而提高了在不稳定

负载下电动机的效率和输出功率 。

外转子永磁同步电动机除结构与常规永磁同步电动机有

异外

,

其它均相同 。

2

　永磁同步电动机参数计算方法

目前在计算永磁电机的电路参数时

,

常采取的计算方法有 3 种

:

等效磁路法 、

有限元法

和等效磁网络法 。

2

11 　等效磁路法

等效磁路法的理论基础与计算过程与鼠笼异步电机中的情况相类似

,

属于典型的集中

参数方法 。

在运用等效磁路法计算直轴电抗

X

ad

时

,

可以不考虑磁路饱和情况

,

直接按

(

1

)

式

计算

:

　　

X

ad

=

4

144

f K

ad

N |

Φ

10

-

Φ

1

N

|

I

d

(

1

)

式中

,

Φ

10

是电机空载时永磁体产生的气隙基波磁通

,

Φ

1

N

是直轴电流等于

I

d

时永磁体产生

的气隙基波磁通

, f

是电源频率

, K

ad

是将直轴电枢磁动势折算到转子磁动势的折算系数

, N

是每相串联匝数 。

在计算交轴电抗时

,

必须考虑磁路饱和对永磁体工作点的影响

,

一般采用迭代方法进行

求解 。

迭代步骤如下

:

(

1

)

给定某一转矩角θ。

(

2

)

设定交轴电流的初值

I

l
q

,

计算由它所产生的交轴磁动势

F

ad

,

并根据预先计算好的

Φ

aq1

-

F

aq

查取相应的 Φ

aq1

,

进而得到交轴电枢反应电势

E

aq

和交轴电枢反应电抗

X

aq

, X

aq

加上漏抗

X

δ

即得

X

q

。

(

3

)

利用已知的

X

d

和在步骤

(

2

)

中计算出来的

X

q

,

通过

(

2

)

式计算

I

d

和

I

q

,

　　

I

d

=

R

1

U

sin θ

+ X

q

( E

0

- U

cos θ

)

R

2

1

+ X

q

X

d

I

q

=

X

d

U

sin θ

-

R

1

( E

0

- U

cos θ

)

R

2

1

+ X

q

X

d

(

2

)

(

4

)

比较

I

q

和

I

l
q

,

以决定是否进行迭代 。

等效磁路法优点是形象 、

直观

,

但由于永磁同步电动机磁场分布复杂

,

仅依靠少量集中

参数构成的等效磁路模型是难以反映磁场的真实情况的

,

使得一些关键系数

,

如

:

极弧系数 、

0

4

1

南 　京 　理 　工 　大 　学 　学 　报 　　　　　　　　　第

26

卷增刊