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- 2018-03-16
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這是一個(gè)關(guān)于永磁同步電機(jī)原理PPT課件,包括了永磁同步電動機(jī)的總體結(jié)構(gòu),永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu),永磁同步電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能,永磁同步電動機(jī)的磁路分析與計(jì)算,永磁同步電動機(jī)的參數(shù)計(jì)算和分析,異步起動永磁同步電動機(jī)的起動過程等內(nèi)容。第二章 永磁電機(jī)永磁電機(jī)的主要特點(diǎn)和應(yīng)用永磁直流電機(jī)永磁同步電動機(jī)永磁同步發(fā)電機(jī)永磁同步電動機(jī)永磁同步電動機(jī)的總體結(jié)構(gòu)永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 永磁同步電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能永磁同步電動機(jī)的磁路分析與計(jì)算永磁同步電動機(jī)的參數(shù)計(jì)算和分析 異步起動永磁同步電動機(jī)的起動過程 永磁同步電動機(jī)主磁場方向不同:徑向磁場式和軸向磁場式。電樞繞組位置:內(nèi)轉(zhuǎn)子式(常規(guī)式)和外轉(zhuǎn)子式。轉(zhuǎn)子有無起動繞組:無起動繞組電動機(jī)(常稱為調(diào)速永磁同步電動機(jī))和有起動繞組電動機(jī)(常稱為異步起動永磁同步電動機(jī))。供電電流波形:可分為矩形波永磁同步電動機(jī)(簡稱為無刷直流電動機(jī))和正弦波永磁同步電動機(jī)(簡稱為永磁同步電動機(jī))。一、永磁同步電動機(jī)的總體結(jié)構(gòu)永磁同步電動機(jī)也由定子、轉(zhuǎn)子和端蓋等部件構(gòu)成。定子與普通感應(yīng)電動機(jī)基本相同,也采用疊片結(jié)構(gòu)以減小電動機(jī)運(yùn)行時(shí)的鐵耗。轉(zhuǎn)子鐵心可以做成實(shí)心的,也可以用疊片疊壓而成,歡迎點(diǎn)擊下載永磁同步電機(jī)原理PPT課件。
永磁同步電機(jī)原理PPT課件是由紅軟PPT免費(fèi)下載網(wǎng)推薦的一款儀器設(shè)備PPT類型的PowerPoint.
第二章 永磁電機(jī)永磁電機(jī)的主要特點(diǎn)和應(yīng)用永磁直流電機(jī)永磁同步電動機(jī)永磁同步發(fā)電機(jī)永磁同步電動機(jī)永磁同步電動機(jī)的總體結(jié)構(gòu)永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 永磁同步電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能永磁同步電動機(jī)的磁路分析與計(jì)算 永磁同步電動機(jī)的參數(shù)計(jì)算和分析 異步起動永磁同步電動機(jī)的起動過程 永磁同步電動機(jī)主磁場方向不同:徑向磁場式和軸向磁場式。電樞繞組位置:內(nèi)轉(zhuǎn)子式(常規(guī)式)和外轉(zhuǎn)子式。轉(zhuǎn)子有無起動繞組:無起動繞組電動機(jī)(常稱為調(diào)速永磁同步電動機(jī))和有起動繞組電動機(jī)(常稱為異步起動永磁同步電動機(jī))。供電電流波形:可分為矩形波永磁同步電動機(jī)(簡稱為無刷直流電動機(jī))和正弦波永磁同步電動機(jī)(簡稱為永磁同步電動機(jī))。一、永磁同步電動機(jī)的總體結(jié)構(gòu)永磁同步電動機(jī)也由定子、轉(zhuǎn)子和端蓋等部件構(gòu)成。定子與普通感應(yīng)電動機(jī)基本相同,也采用疊片結(jié)構(gòu)以減小電動機(jī)運(yùn)行時(shí)的鐵耗。轉(zhuǎn)子鐵心可以做成實(shí)心的,也可以用疊片疊壓而成。 永磁同步電動機(jī)橫截面示意圖一、永磁同步電動機(jī)的總體結(jié)構(gòu) 為減小電動機(jī)雜散損耗,定子繞組通常采用星形接法。永磁同步電動機(jī)的氣隙長度是一個(gè)非常關(guān)鍵的尺寸,盡管它對這類電動機(jī)的無功電流的影響不如對感應(yīng)電動機(jī)那么敏感,但是它對電動機(jī)的交、直軸電抗影響很大,進(jìn)而影響到電動機(jī)的其他性能。此外,氣隙長度的大小還對電動機(jī)的裝配工藝和電動機(jī)的雜散損耗有著較大的影響。 永磁同步電動機(jī)轉(zhuǎn)子直軸磁路中永磁體的磁導(dǎo)率很小,Xad較小,故一般Xad < Xaq。 分析時(shí)應(yīng)注意其異于電勵(lì)磁凸極同步電動機(jī)的這一特點(diǎn) 。 二、永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)不同,電動機(jī)的運(yùn)行性能、控制系統(tǒng)、制造工藝和適用場合也不同。按照永磁體在轉(zhuǎn)子上位置的不同,永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)一般可分為三種:表面式、內(nèi)置式和爪極式。 二、永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)內(nèi)置式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)爪極式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)隔磁措施 1、表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 1、表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 對采用稀土永磁的電機(jī)來說,由于永磁材料的相對回復(fù)磁導(dǎo)率接近1,所以表面凸出式轉(zhuǎn)于在電磁性能上屬于隱極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu);而表面插入式轉(zhuǎn)子的相鄰兩永磁磁極間有著磁導(dǎo)率很大的鐵磁材料,故在電磁性能上屬于凸極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。 1、表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)凸出式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)使用特點(diǎn) 具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本較低、轉(zhuǎn)動慣量小等優(yōu)點(diǎn),在矩形波永磁同步電動機(jī)和恒功率運(yùn)行范圍不寬的正弦波永磁同步電動機(jī)中得到了廣泛應(yīng)用。此外,表面凸出式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中的永磁磁極易于實(shí)現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計(jì),使之成為能使電動機(jī)氣隙磁密波形趨近于正弦波的磁極形狀,可顯著提高電動機(jī)乃至整個(gè)傳動系統(tǒng)的性能。 1、表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)插入式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)使用特點(diǎn) 這種結(jié)構(gòu)可充分利用轉(zhuǎn)子磁路的不對稱性所產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩,提高電動機(jī)的功率密度,動態(tài)性能較凸出式有所改善,制造工藝也較簡單,常被某些調(diào)速永磁同步電動機(jī)所采用。但漏磁系數(shù)和制造成本都較凸出式大。 1、表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 總之,表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)的制造工藝簡單、成本低,應(yīng)用較為廣泛,尤其適宜于矩形波永磁同步電動機(jī)。但因轉(zhuǎn)子表面無法安放起動繞組,無異步起動能力,不能用于異步起動永磁同步電動機(jī)。 永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)內(nèi)置式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)爪極式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)隔磁措施 2、內(nèi)置式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 永磁體位于轉(zhuǎn)子內(nèi)部,永磁體外表面與定子鐵心內(nèi)圓之間有鐵磁物質(zhì)制成的極靴,極靴中可以放置鑄鋁籠或銅條籠,起阻尼或(和)起動作用,動、穩(wěn)態(tài)性能好,廣泛用于要求有異步起動能力或動態(tài)性能高的永磁同步電動機(jī)。內(nèi)置式轉(zhuǎn)子內(nèi)的永磁體受到極靴的保護(hù),其轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)的不對稱性所產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩也有助于提高電動機(jī)的過載能力和功率密度,而且易于“弱磁”擴(kuò)速。 2、內(nèi)置徑向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 2、內(nèi)置徑向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 2、內(nèi)置徑向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)是漏磁系數(shù)小、轉(zhuǎn)軸上不需采取隔磁措施、極弧系數(shù)易于控制、轉(zhuǎn)子沖片機(jī)械強(qiáng)度高、安裝永磁體后轉(zhuǎn)子不易變形等。 2、內(nèi)置切向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 2、內(nèi)置切向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 這類結(jié)構(gòu)的漏磁系數(shù)較大,并且需采用相應(yīng)的隔磁措施。電動機(jī)制造工藝相制造成本較徑向式結(jié)構(gòu)有所增加。其優(yōu)點(diǎn)在于一個(gè)極距下的磁通由相臨兩個(gè)磁極并聯(lián)提供,可得到更大的每極磁通。尤其當(dāng)電動機(jī)極數(shù)較多、徑向式結(jié)構(gòu)不能提供足夠的每極磁通時(shí),這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢便顯得更為突出。此外,采用切向式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁同步電動機(jī)的磁阻轉(zhuǎn)矩在電動機(jī)總電磁轉(zhuǎn)矩中的比例可達(dá)40%,這對充分利用磁阻轉(zhuǎn)矩,提高電動機(jī)功率密度和擴(kuò)展電動機(jī)的恒功率運(yùn)行范圍都是很有利的。 2、內(nèi)置混合式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 2、內(nèi)置混合式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 2、內(nèi)置混合式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 這類結(jié)構(gòu)集中了徑向式和切問式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),但結(jié)構(gòu)和制造工藝均較復(fù)雜,制造成本也比較高。圖(a)是由德國西門子公司發(fā)明的混合式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu),需采用非磁性轉(zhuǎn)軸或采用隔磁銅套,主要應(yīng)用于采用剩磁密度較低的鐵氧體永磁同步電動機(jī)。圖(b)所示結(jié)構(gòu)近年來用得較多,也采用隔磁磁橋隔磁。這種結(jié)構(gòu)的徑向部分永磁體磁化方向長度約是切向部分永磁體磁化方向長度的一半。圖(c)和(d)永磁體的徑向部分與切向部分的磁化方向長度相等,也采取隔磁磁橋隔磁。但制造工藝卻依次更復(fù)雜,轉(zhuǎn)子沖片的機(jī)械強(qiáng)度也有所下降。 2、內(nèi)置混合式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 在選擇轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)時(shí)還應(yīng)考慮到不同轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)電機(jī)的交、直軸同步電抗 、 及其比例 (稱為凸極率)也不同。在相同條件下,上述三類轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)電動機(jī)的直軸同步電抗 相差不大,但它們的交軸同步電抗 卻相差較大。切向式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電動機(jī)的 最大,徑向式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電動機(jī)的 次之。 2、內(nèi)置混合式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 由于磁路結(jié)構(gòu)和尺寸多種多樣, 、 的大小需要根據(jù)所選定的結(jié)構(gòu)和具體尺寸運(yùn)用電磁場數(shù)值計(jì)算求得。較大的 和凸極率可以提高電動機(jī)的牽入同步能力、磁阻轉(zhuǎn)矩和電動機(jī)的過載倍數(shù),因此設(shè)計(jì)高過載倍數(shù)的電動機(jī)時(shí)可充分利用大的凸極率所產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩。 永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)內(nèi)置式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)爪極式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)隔磁措施 3、爪極式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 3、爪極式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 左右法蘭盤的爪數(shù)相同,且兩者的爪極互相錯(cuò)開,沿圓周均勻分布,永磁體軸向充磁,因而左右法蘭盎的爪極分別形成極性相異,相互錯(cuò)開的永磁同步電動機(jī)的磁極。爪極式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)永磁同步電動機(jī)的性能較低,又不具備異步起動能力,但結(jié)構(gòu)和工藝較為簡單。 永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)內(nèi)置式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)爪極式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)隔磁措施 4、隔磁措施 4、隔磁措施 隔磁磁橋?qū)挾萣越小,該部位磁阻便越大,越能限制漏磁通。但是b過小將使沖片機(jī)械強(qiáng)度變差,并縮短沖模的使用壽命。隔磁磁橋長度w也是一個(gè)關(guān)鍵尺寸,計(jì)算結(jié)果表明,如果隔磁磁橋長度不能保證一定的尺寸,即使磁橋?qū)挾刃,磁橋的隔磁效果也將明顯下降。但過大的w將使轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度下降,制造成本提高。 切向式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的隔磁措施一般采用非磁性轉(zhuǎn)軸或在轉(zhuǎn)軸上加隔磁銅套,這使得電動機(jī)的制造成本增加,制造工藝變得復(fù)雜。近年來,研制了采用空氣隔磁加隔磁磁橋的新技術(shù),取得了一定的效果。但轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度顯得不足,電動機(jī)可靠性下降。 永磁同步電動機(jī)永磁同步電動機(jī)的總體結(jié)構(gòu)永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 永磁同步電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能 永磁同步電動機(jī)的磁路分析與計(jì)算 永磁同步電動機(jī)的參數(shù)計(jì)算和分析 異步起動永磁同步電動機(jī)的起動過程 永磁同步電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能(一)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和相量圖(二)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算(三)損耗分析計(jì)算 旋轉(zhuǎn)磁勢的形成 電樞反應(yīng)電樞反應(yīng)電樞反應(yīng)電樞反應(yīng) 電抗的基本概念 永磁同步電動機(jī)幾種典型相量圖穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和相量圖 圖(a)、(b)和(c)中的電流 均超前于空載反電動勢 ,直軸電樞反應(yīng)(圖中 )均為去磁性質(zhì),導(dǎo)致電動機(jī)直軸內(nèi)電動勢 小于空載反電動勢 。圖(e)中電流 滯后于 ,此時(shí)直軸電樞反應(yīng)為增磁性質(zhì),導(dǎo)致直軸內(nèi)電動勢 大于 。直軸增、去磁臨界狀態(tài):圖(d), 與 同相),則穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和相量圖從而可以求得直軸增、去磁臨界狀態(tài)時(shí)的空載反電動勢 為 ——電動機(jī)將運(yùn)行于去磁工作狀態(tài), ——電動機(jī)將運(yùn)行于增磁工作狀態(tài)。 從圖中還可看出,要使電動機(jī)運(yùn)行于單位功率因數(shù)(圖(b))或容性功率因數(shù)狀態(tài)(圖(a)),只有設(shè)計(jì)在去磁狀態(tài)時(shí)才能達(dá)到。 永磁同步電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能(一)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和相量圖(二)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算(三)損耗分析計(jì)算穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算電磁功率凸極式隱極式 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算電磁功率 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算電磁功率 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算電磁功率 基本電磁功率:穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算電磁轉(zhuǎn)矩和功角特性 電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 為 式中第1項(xiàng)由永磁氣隙磁場與定子電樞反應(yīng)磁場相互作用產(chǎn)生的基本電磁轉(zhuǎn)短,又稱永磁轉(zhuǎn)矩,第2項(xiàng)為由于電動機(jī)直、縱軸磁路不對稱而產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩。永磁同步電動機(jī)的矩角特性穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算 由于永磁同步電動機(jī)直軸同步電抗 一般小于交軸同步電抗 ,磁阻轉(zhuǎn)矩為一負(fù)正弦函數(shù),因而功角特性曲線上轉(zhuǎn)矩最大值所對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩角大于90º,而不象電勵(lì)磁同步電動機(jī)那樣小于90º,這是永磁同步電動機(jī)一個(gè)值得注意的特點(diǎn)。功角特性上的轉(zhuǎn)矩最大值 被稱為永磁同步電動機(jī)的失步轉(zhuǎn)矩,如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過此值,則電動機(jī)將不再能保持同步轉(zhuǎn)速。穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算工作特性曲線永磁同步電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能(一)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和相量圖(二)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算(三)損耗分析計(jì)算損耗分析計(jì)算定子繞組電阻損耗 pcu=mI2R1 鐵心損耗 pFe=磁滯損耗+渦流損耗 鐵心損耗不僅與硅鋼片材料有關(guān),而且隨電動機(jī)的工作溫度、負(fù)載大小的變化而變化。這是因?yàn)殡妱訖C(jī)溫度和負(fù)載大小的變化導(dǎo)致永磁體工作改變,定子齒、軛部磁密也隨之變化,從而影響到電動機(jī)的鐵損。 電動機(jī)工作溫度越高,負(fù)載越大,電動機(jī)定子齒、軛部的磁密越小,電動機(jī)的鐵損就越小。 損耗分析計(jì)算機(jī)械損耗 與所用的軸承、潤滑劑、冷卻風(fēng)扇以及電動機(jī)的裝配質(zhì)量等有關(guān),其機(jī)械損耗可根據(jù)實(shí)測值或參考其他電動機(jī)機(jī)械損耗的計(jì)算方法計(jì)算。雜散損耗 一般根據(jù)實(shí)際情況和經(jīng)驗(yàn)取定。 永磁同步電動機(jī)雜散損耗比同規(guī)格異步電動機(jī)大。減小雜散損耗,對設(shè)計(jì)高效永磁同步電動機(jī)非常關(guān)鍵。選取合適的電動機(jī)定、轉(zhuǎn)子槽配合,采用Y接短距繞組,合理設(shè)計(jì)電動機(jī)的極弧系數(shù),減小電動機(jī)槽開口寬度或采用閉口槽等都是減小電動機(jī)的雜散損耗的有效途徑。損耗分析計(jì)算雜散損耗 考慮到永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子因需要安置永磁體而不便斜槽,故通常將電動機(jī)定子斜一定的齒距來消除電動機(jī)的齒諧波,以減小電動機(jī)的雜散損耗。定子斜槽不僅適用于異步起動永磁同步電動機(jī),也適用于調(diào)速永磁同步電動機(jī)。永磁同步電動機(jī)永磁同步電動機(jī)的總體結(jié)構(gòu)永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 永磁同步電動機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能 永磁同步電動機(jī)的磁路分析與計(jì)算 永磁同步電動機(jī)的參數(shù)計(jì)算和分析 異步起動永磁同步電動機(jī)的起動過程
永磁同步電機(jī)原理ppt:這是一個(gè)關(guān)于永磁同步電機(jī)原理ppt,包括了發(fā)展永磁同步電機(jī)意義,永磁同步電機(jī)基本原理,永磁同步電機(jī)相比異步電機(jī)的優(yōu)勢,永磁同步電機(jī)應(yīng)用案例,永磁同步電機(jī)應(yīng)用前景等內(nèi)容,2、功率因數(shù)高:由于永磁同步電機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí),其功率因數(shù)可以調(diào)節(jié),甚至可以設(shè)計(jì)成功率因數(shù)等于1,且與電機(jī)極數(shù)無關(guān)。而異步電機(jī)隨著極數(shù)的增加,由于異步電機(jī)本身的勵(lì)磁特點(diǎn),必然導(dǎo)致功率因數(shù)越來越低,如極數(shù)為8極電機(jī),其功率因數(shù)通常為0.85左右,極數(shù)越多,相應(yīng)功率因數(shù)越低。即使是功率因數(shù)最高的2極電機(jī),其功率因數(shù)也難以達(dá)到0.95。電機(jī)的功率因數(shù)高有以下幾個(gè)好處,歡迎點(diǎn)擊下載永磁同步電機(jī)原理ppt。