基于場(chǎng)路結(jié)合的永磁直線同步電機(jī)的解析計(jì)算

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時(shí)間：2014-12-31 15:13:39點(diǎn)擊率：

　　本文以隱極型永磁直線同步電動(dòng)機(jī)為例(圖1) ，在文獻(xiàn)[ 7～9]基礎(chǔ)上，基于場(chǎng)路結(jié)合法，進(jìn)一步詳盡地給出了二維場(chǎng)及性能計(jì)算公式，它較好地考慮了結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、諧波、縱向邊端效應(yīng)及電流不對(duì)稱等影響。本文方法同樣適用于凸極機(jī)，并可進(jìn)一步應(yīng)用于其它類型同步電機(jī)的穩(wěn)態(tài)計(jì)算。

　　2分析模型永磁直線同步電動(dòng)機(jī)的物理模型如圖1所示。

　　坐標(biāo)原點(diǎn)位于初級(jí)繞組中心， x軸(為縱向)位于初級(jí)槽的底部。為簡(jiǎn)化分析假定： ( 1)磁場(chǎng)沿電機(jī)橫向設(shè)為不變，因此可作為二維場(chǎng)來處理。(2)初、次級(jí)鐵心部分各向同性，磁導(dǎo)率無窮大，電導(dǎo)率為0永磁體的回復(fù)磁導(dǎo)率x、y方向相同，且等于空氣導(dǎo)磁率。(3)將初級(jí)的齒槽區(qū)域用均勻的各向異性體的結(jié)基于場(chǎng)路結(jié)合的永磁直線同步電機(jī)的解析計(jì)算汪旭東王兆安袁世鷹，等構(gòu)代替[ 9]，該區(qū)域磁導(dǎo)率沿x方向分別為：1.次級(jí)鐵軛2.永磁體3.槽繞組4.齒5.初級(jí)鐵軛本文建立圖2所示的二維整體分層線性模型，圖中，電流層位置G可在各自作用高度內(nèi)變動(dòng)，以此考慮電樞槽高及永磁體磁化高度分布的影響。

　　模型包括一個(gè)各向異性的初級(jí)(區(qū)域Ⅱ)和一個(gè)各向同性的次級(jí)及氣隙(Ⅰ) 區(qū)域Ⅰ、Ⅱ又以電流片為界分成兩個(gè)區(qū)間Ⅰ′、Ⅰ″和Ⅱ′、Ⅱ″區(qū)域以外的區(qū)域?yàn)殍F磁材料層， L≈∞。

　　3磁場(chǎng)解析根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)方程和邊界條件應(yīng)用傅里葉積分變換法，經(jīng)過嚴(yán)格推導(dǎo)，可解出勵(lì)磁磁場(chǎng)和電樞磁場(chǎng)分別作用時(shí)各區(qū)的磁場(chǎng)分量的解析表達(dá)式(式中，以上標(biāo)p和s分別表示永磁體和電樞單獨(dú)作用) ，將兩者疊加即可得到合成磁場(chǎng)分布，其中，氣隙 g)合成磁場(chǎng)分布為：式中， h為永磁體磁化方向高度， h為槽中繞組的高度， H為矯頑力， k1、k2為永磁體分布在x軸負(fù)向和正向的磁體數(shù)目， Z為槽數(shù)， W為線圈匝為任一槽的位置， I為任一槽雙層繞組線圈上下圈邊電流， x為動(dòng)子位移， J為永磁體和初級(jí)等效電流層的傅立葉變換式。

　　4參數(shù)計(jì)算4. 1勵(lì)磁電勢(shì)的計(jì)算永磁體勵(lì)磁磁場(chǎng)對(duì)電機(jī)的作用，可用勵(lì)磁電勢(shì)來反映，它即為動(dòng)子永磁體在同步速度V下穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，其勵(lì)磁磁場(chǎng)在電樞繞組中感應(yīng)的電勢(shì)E一線圈a中的感應(yīng)電勢(shì)：微電機(jī)2001年第34卷第1期(總第期)式中， A為電樞繞組區(qū)域的平均磁位， X為角頻率， X= V P/ T， b為永磁體橫向?qū)挾龋?y1為線圈的節(jié)距。相電勢(shì)(如A相)是一相繞組所有串聯(lián)線圈的感應(yīng)電勢(shì)之和， e a，其大小與動(dòng)子位移x有關(guān)，求取其一個(gè)周期內(nèi)的平均值即為勵(lì)磁電勢(shì)E(幅值)。對(duì)于三相對(duì)稱布置的繞組，各相電勢(shì)大小相4. 2同步電抗X的計(jì)算同步電機(jī)代表由電樞電流引起的總電抗。包括電樞漏抗和電樞反應(yīng)電抗以相為例：式中， I為A相繞組電流， e′為三相電樞電流合成磁場(chǎng)在A相繞組區(qū)域產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)， e′電樞反應(yīng)電抗X是表征能量轉(zhuǎn)換的重要參數(shù)，它可看成是電樞反應(yīng)磁通(電樞磁通穿過氣隙到達(dá)動(dòng)子永磁體區(qū)部分)在A相繞組產(chǎn)生的電勢(shì)e″與A相電流I的比例系數(shù)。

　　由前面分析可知，同步電抗X中已經(jīng)包括了槽漏抗和諧波漏抗總漏抗： X總阻抗： Z分別為電機(jī)繞組電阻和端部漏抗。

　　各場(chǎng)量的表達(dá)式( 2)～( 4)是積分形式的傅立葉反變換，對(duì)于它的求解有多種方法，直接求解計(jì)算量稍大。實(shí)踐證明采用快速傅立葉變換( FFT )算法可以迅速解出各場(chǎng)量，而且有較好的精度。

　　4. 3線電壓方程式由于一般采用對(duì)稱電源三相三線制星形( Y)連接方式供電，永磁直線同步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)正常運(yùn)行時(shí)，電源線電壓和勵(lì)磁線電勢(shì)仍然是對(duì)稱的，但電機(jī)各相的電壓、電流、阻抗均不對(duì)稱。因此，穩(wěn)態(tài)性能計(jì)算中，不能再采用慣用的相電壓方程和單相等值電路，而應(yīng)采用如下的線電壓平衡方程：設(shè)線電壓和線電勢(shì)有效值為l，功角為D，選為參考相量， E 4. 4等值電路圖永磁直線同步電動(dòng)機(jī)的二端口線電壓等值電路如圖3所示，由它可方便地列出線電壓平衡方程式，從而準(zhǔn)確計(jì)算穩(wěn)態(tài)運(yùn)行電流、電磁功率、效率、功率因數(shù)及推力。

　　5性能計(jì)算5. 1三相電流由式( 5)可解出三相電流為：5. 2電磁功率P及電磁力F式中， I分別為的共軛復(fù)數(shù) V為同步速度， V 5. 3功率因數(shù)cos5及效率G復(fù)功率： S 6結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)樣機(jī)主要參數(shù)為：氣隙g = 8mm槽數(shù)Z磁體寬次級(jí)材料：釹鐵硼( NdFeB) 按本文電磁計(jì)算公式編制的設(shè)計(jì)程序計(jì)算了該電機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能，如表1所示。表1為三相電流和功率因數(shù)的計(jì)算值與實(shí)驗(yàn)值的比較計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值吻合。

　　基于場(chǎng)路結(jié)合的永磁直線同步電機(jī)的解析計(jì)算汪旭東王兆安袁世鷹，等繞組破損處。

　　( 5)對(duì)于無避雷器或避雷器失效的，應(yīng)加設(shè)避雷器或重新校驗(yàn)避雷器。

　　4繞組相間短路4. 1故障現(xiàn)象電機(jī)無法起動(dòng)電機(jī)供電回路熔絲熔斷或開關(guān)跳閘電機(jī)繞組冒煙，有燒焦味。

　　4. 2檢查結(jié)果相間短路部位的多股導(dǎo)線燒斷，其周圍有銅熔點(diǎn)。

　　4. 3故障原因及處理方法( 1)對(duì)于下線時(shí)導(dǎo)線表面絕緣劃傷或繞組端部絕緣不好的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)將燒傷的導(dǎo)線挑開，清理后焊好，并包好絕緣壓平，下入槽后刷上絕緣漆并烘干。

　　若無法修復(fù)時(shí)，應(yīng)按原數(shù)據(jù)重繞。

　　( 2)繞組間連線及引用線的套管必須與電動(dòng)機(jī)繞組的絕緣等級(jí)相適應(yīng)，連線的絕緣套管應(yīng)比焊點(diǎn)5繞組匝間短路5. 1故障現(xiàn)象電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中冒煙，局部溫升過高，并有燒焦味。

　　5. 2檢查結(jié)果電動(dòng)機(jī)三相電流不平衡幾匝或一個(gè)線圈變成裸線。

　　5. 3故障原因及處理方法( 1)燒壞幾匝或一個(gè)線圈時(shí)，若槽滿率不高，可進(jìn)行穿繞修理。

　　( 2)其余部分參見第4項(xiàng)處理方法。

　　及時(shí)發(fā)現(xiàn)并迅速排除電氣設(shè)備故障，能夠預(yù)防事故的發(fā)生，確保生產(chǎn)順利進(jìn)行。對(duì)此，必須按照規(guī)定定期檢查和維護(hù)電氣設(shè)備，準(zhǔn)確判斷和處理電氣設(shè)備的運(yùn)行故障，減少設(shè)備事故損失，保證生產(chǎn)正常進(jìn)行。

　　項(xiàng)目計(jì)算值實(shí)驗(yàn)值[ 6]焦留成。垂直運(yùn)動(dòng)永磁直線同步電動(dòng)機(jī)電磁參數(shù)及特性研究[ D] .中國礦業(yè)大學(xué)， 1998.

上一篇：帶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)觀測(cè)器的永磁同步電機(jī)極點(diǎn)配置自校正前饋控制

下一篇：具有不確定負(fù)載的交流電機(jī)自適應(yīng)后推控制方法

轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明：轉(zhuǎn)載自塑膠五金網(wǎng)技術(shù)頻道 http://flybit.cn/Liter/
本文鏈接：http://flybit.cn/Liter/LiterDetail_84029.html
版權(quán)聲明：1.塑膠五金網(wǎng)轉(zhuǎn)載作品均注明出處，本網(wǎng)未注明出處和轉(zhuǎn)載的，是出于傳遞更多信息之目的，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性，您同意將自行加以判斷并承擔(dān)所有風(fēng)險(xiǎn)。 2.如轉(zhuǎn)載作品侵犯作者署名權(quán)，或有其他諸如版權(quán)、肖像權(quán)、知識(shí)產(chǎn)權(quán)等方面的傷害，并非本網(wǎng)故意為之，在接到相關(guān)權(quán)利人通知后將立即加以更正。聯(lián)系電話：15014822798
投稿聲明：可將稿件直接發(fā)至郵箱：234145668@qq.com（主題注明“投稿”），也可直接聯(lián)系

技術(shù)分類

最新技術(shù)文章

熱門關(guān)鍵詞

東莞原材料東莞行李車東莞自行車東莞飛鏢東莞戶外用品東莞童車東莞金屬工藝品東莞手機(jī)飾品東莞金屬罐東莞廚房設(shè)備東莞廚具東莞操作臺(tái) 東莞整體廚房東莞灶具東莞炊具東莞PDA 東莞安全檢查東莞公共廣播東莞噴頭東莞井蓋東莞直通東莞滾筒東莞?jìng)鲃?dòng)件東莞家具五金東莞管材東莞天花板

新手指南

了解塑膠五金網(wǎng)

注冊(cè)新用戶

加入塑膠五金網(wǎng)

聯(lián)系我們

電話：0769-22305675

傳真：0769-23031246

聯(lián)系我們