同步电机之关于永磁同步电动机的电磁计算

    6 . 8 . 1主要尺寸设计特点

自起动永磁同步电动机是一种在NdFeB永磁材料兴起后，而产生的新型同步电动机。目前它的主要用途就是用它来代替感应电动机。这样它的主要应用场合就是感应电动机的应用场合。它的设计特点常常考虑感应电动机的设计方法和永磁体的结合。这种电动机的主要尺寸也是由电枢直径D。铁心有效长度与及电动机的气隙长度占组成。电枢直径D 。及电枢有效长度人，常借助与感应电动机标准直径和铁心长度。特别是当设计与感应电动机同一需求，同一容量的同步电动机时，则更要参考感应电动机的主要尺寸。这样不但便于两种电动机的性能比较，而且主要材料利用也方便。为了减少电枢反应的影响，减少振动、噪声和杂耗，同步电动机的气隙长度比感应电动机的气隙长度要大。这除了适应电动机性能。同时，对于NdFeB永磁材料矫顽力比较大，即这样选择气隙不会给电磁设计带来困难，而且随着电动机容量的增加，气隙值的增加也比较大，经验表明，每当电动机气隙增加0 . 01 mm，则杂耗下降1 . 5％左右。

6 . 8 . 2定子设计

由于自起动永磁同步电动机常常用来代替小功率感应电动机，所以定子槽数、槽形均可以与小功率感应电动机相同。而定子绕组也可以与小功率三相感应电动机相同的绕组。但是由于永磁同步电动机气隙磁场中谐波较多，电动势中谐波也多，为避免绕组中产生环流，电动机常常采用Y联结。可以看出E 。和Xd决定着电动机中永磁转矩幅值，也决定着失步转矩倍数。为提高永磁转矩，应使E 。增大、 X 。减少，即增加绕组串联匝数。但此举只能在起动转矩、最小转矩、失步转矩和牵人同步转矩能力有裕度的前提下方可采纳。另外，由于永磁

同步电动机电流较小，所以绕组匝数和线规均有改变，从而定子槽形也可以相应改变。

6 . 8 . 3转子设计

如前所述，由于永磁体放置方式不同，转子磁路结构不同。但不论何种磁路形式，由于永磁体的加人，都会使转子磁路紧张，这样转子槽数和槽形都可能发生变化。转子槽数的选择，为提高永磁同步电动机制造的工艺性和对抗电动机极弧系数的控制，通常在定转子槽配合容许的条件下，应选择转子槽数是电动机极数的整数倍。由于转子中有永磁体而不便采用斜槽，也常常不能选用异形槽或深槽结构。另外转子槽主要是用于起动。在电动机对牵人转矩要求不高时，转子槽可以做得小一些。但当牵人同步转矩较大的电动机，转子槽形要注意不能使电动机接近同步时，T一n曲线陡度过小。否则电动机牵入同步指标很难达到。这时转子槽就不能过浅和过窄。转子端环设计时厚度也应小一些，这样可以提高转子起动品质因数，而且还可以节省铝材。永磁体尺寸主要包括永磁体轴向长度L 。 、磁化高度h 。和磁化宽度b 。永磁体轴向长度L 。一般取铁心长度拐。，因为L 。过长或过短均无实际意义。

磁化高度h 。是影响Xad的主要因素，而xad又是影响电动机性能的主要参数，在选择h 。时还要考虑永磁体应工作在最佳工作点上。

    磁化宽度bM决定了永磁体提供磁通面积。当永磁体材料一定时，b 。大则表示能提供更多的磁通。但这会影响磁路结构和空载漏磁系数。当转子永磁体采用径向结构时，永磁体尺寸估算公式为。