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永磁同步电动机因其紧凑、高转矩密度而被广泛地应用于各种工业领域,尤其是在诸如水下推进等高性能驱动系统中。由于永磁同步电动机不需要滑环进行励磁,因此可以减少对电动机的维修和损失。该永磁同步电动机具有很高的效率,适合在数控机床、机器人、自动制造等领域的高性能驱动。为了得到高性能的电动机,一般在设计和建造过程中都要考虑到定、转两方面的问题。
永磁同步电动机的结构气隙磁通密度:由异步电动机的结构决定,永磁转子的设计和采用开关定子绕组的特别要求。由于定子铁心饱和,所以气隙磁通密度是有限的。其中,最大的磁通量由齿宽所限定,而最大的总磁通量由定子反面所决定。另外,饱和度的容许程度依赖于应用。一般而言,高效率马达具有低的磁通密度,而为最高转矩密度而设计的马达则具有更高的磁通密度。气隙磁通密度的峰值一般为0.7-1.1泰斯拉。需要指出的是,总的磁通量,也就是转子与定子磁通之和。这就意味着,如果衔铁的反作用更少,则表示对齐的转矩更高。但是,要获得更大的磁阻扭矩,需要有很大的定子反作用。机械参数显示,为了得到配准力矩,需要较大的m和较小的电感L。在比基础转速低的情况下,这是很常见的,因为高的电感会减少电力因素。
永磁材料:由于磁铁在很多器件中占有举足轻重的地位,所以提高它们的特性显得尤为重要,现在,人们对稀土元素和过渡元素的研究越来越重视。由于技术原因,磁体的磁力、力学性质也各不相同,其抗腐蚀能力也各不相同。Nd2Fe14B、Sm1Co5、Sm2Co17等磁性材料是目前商品化的最高级的永磁材料。在不同种类的稀土磁铁中,有许多不同的级别。在年早期,钕铁硼磁体已经投入了市场。如今,他们已经被广泛地用于很多不同的用途。每一种能量产品的价格都与铁氧体的价格相当,因此,以每千克的价格来算,钕铁硼的价格要比铁氧体的高出10-20倍。用来比较永磁材料的几个重要性质是:测定永久磁铁强度场、矫顽力(Hcj)、材料抗退磁能力、能量积(BHmax)、密度磁能;当温度物质丧失磁性时,居里温度。钕铁硼磁铁的剩磁、矫顽力、能量积都比钕铁硼磁铁高,但是它的居里温度一般都比较低,而钕、铽、镝则是为了在高温下维持它的磁性能。永磁同步电动机的结构是以三相异步电动机的定子构型为基础,在不改变其定子结构的前提下,对其进行了优化。具体参数及几何尺寸:电机转速,频率,极数,定子长度,内外直径,转子槽数。永磁同步电动机主要包括铜损耗、反电动势、铁损、自感和互感、磁通、定子电阻等。
计算自感应和互感:感应L可以用亨利(H)表示,即韦伯/安培。电感是一种把电能储存在一个磁场里的设备,就像一个电容把它存储在一个电场里。一般情况下,电感是由绕制在铁氧体或铁磁心上的线圈构成的,它的电感值只取决于导线的物理构造和磁通穿过的物质的磁导率。寻找电感器的方法如下:1。假设导线中存在电流I。2、如有,使用毕奥-萨伐尔定律或安培回路法则,则B充分对称。3、计算总流量,将各环路连接起来。4、将总磁通与环路数相乘,获得一条磁链,并根据需要的参数来进行设计。
结果表明:采用钕铁硼作为交流永磁电机的转子,可以增加空气间隙中的磁通量,使定子内半径变小,而使用这种材料时,定子内径增大。研究发现,在钕铁硼中,有效铜损失减少8.%.磁通是一种永磁材料,它的磁通是一种正弦变化。为了得到高性能的电动机,一般在设计和建造过程中都要考虑到定、转两方面的问题。结论PMSM是一种高效率、结构简单、易于控制的高磁同步电动机。永磁同步电动机广泛应用于牵引、汽车、机器人、航空航天等行业,其功率密度比同等级异步电动机要高,原因是没有专用的定子电力来产生磁场。当前,对永磁同步电动机的设计既要有较高的功率,又要有较低的质量和较低的惯量。