永磁同步電機(jī)的組成及熱特性分析

永磁同步電機(jī)其主要有兩部分組成，用來產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁通的永久磁鐵和至于轉(zhuǎn)子鐵心槽中的鼠籠繞組，其工作原理和同步電機(jī)是相似的，只是轉(zhuǎn)子磁通是永久磁鐵產(chǎn)生的。

當(dāng)永磁同步電機(jī)定子繞組接通三相或兩相交流電時，定子繞組產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(NS)，以同步角速度N逆時針方向旋轉(zhuǎn)，根據(jù)異性磁鐵像吸引的原理，定子磁鐵的N(S)吸住轉(zhuǎn)子磁鐵的S(N)以同步角速度在空間旋轉(zhuǎn)，也就是定子和轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，維持轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩是由定子旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子永久磁鐵磁場的相互作用產(chǎn)生的。

一臺5.5kW的異步啟動電機(jī)的損耗、溫升及應(yīng)力進(jìn)行了分析和計(jì)算。首先，設(shè)計(jì)了一臺5.5kW的異步起動永磁同步電機(jī)，對電機(jī)主要尺寸、氣隙長度、定子槽、繞組和轉(zhuǎn)子的尺寸進(jìn)行確定，并對空載和負(fù)載情況進(jìn)行仿真，可看出電機(jī)的起動性能。其次，分析了電機(jī)空載和負(fù)載狀況下定子齒部和軛部磁密在法向和切向的分量值，并分別計(jì)算了定子齒部和軛部的鐵耗、轉(zhuǎn)子鐵耗和永磁體渦流損耗，計(jì)算了永磁體分段數(shù)不同時渦流損耗的變化。然后，對電機(jī)進(jìn)行適當(dāng)簡化，網(wǎng)格剖分，確定邊界條件和材料屬性，將計(jì)算出的額定負(fù)載時的損耗用做熱源對電機(jī)進(jìn)行了三維溫度場計(jì)算，得到電機(jī)各部件溫度分布結(jié)果。同時改變電機(jī)繞組絕緣材料，冷卻氣體風(fēng)速和風(fēng)溫，得到不同情況下電機(jī)溫度的分布，分析這些參數(shù)改變對電機(jī)溫度及冷卻效果的影響。最后，根據(jù)算出的電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行時永磁體和轉(zhuǎn)子溫度，分析了此時永磁體和轉(zhuǎn)子受到的徑向應(yīng)力、切向應(yīng)力和等效應(yīng)力。同時計(jì)算了不同溫度時，電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下，永磁體和轉(zhuǎn)子受到的各個應(yīng)力大小，得到了其變化規(guī)律。

在電磁線圈驅(qū)動永磁轉(zhuǎn)子做跟蹤磁場旋轉(zhuǎn)的同時，永磁轉(zhuǎn)子的磁場也在對線圈導(dǎo)線做切割運(yùn)動。有了上述運(yùn)動就會在線圈中產(chǎn)生反電動勢，這個發(fā)電動勢有個作用就是阻止線圈的輸入電流，所以電機(jī)啟動后電流減少。

編輯：hfy