同步电机之关于永磁同步发电机的设计特点

7 . 4 . 1设计特点

除了励磁系统采用永磁体之外，小功率永磁同步发电机的工作原理与电励磁同步发电机基本相同，所以小功率永磁同步发电机的设计方法与电励磁同步发电机也应该相同。但是由于永磁材料的介人，此种发电机也有它独特的特点。

l）由于永磁材料的引人，小功率永磁同步发电机的最大特点就是发电机制成后，励磁磁场不能人为调节，所以在设计时要求发电机外特性要硬，从而保证它的电压调整率变化不大，以满足技术条件的需要，因而在设计时电负荷A的选取要比电励磁机小得多。由于永磁同步发电机无励磁绕组，而永磁体磁阻又很大，因而永磁同步发电机同步电抗要比电励磁发电机同步电抗小得多，而且。为了降低永磁同步发电机的固有电压调整率，首先常需要选用剩余磁感应强度Br大、矫顽力H 。大、回复磁导率拜r小的永磁材料，如NdFeB永磁材料；其次还应增大永磁体磁化方向的长度，使工作点提高，削弱电枢反应的影响；再次，为减少电枢电阻和漏抗，应减少每相串联匝数和增大导线截面积。

2）永磁同步发电机永磁体工作点最好选在永磁体退磁曲线最大磁能积点附近，这样可以充分利用永磁体提供的有效磁能，同时永磁体工作点选择又是在回复直线上。

3）由于永磁材料复杂性及分散性，以及永磁体温度系数、漏磁系数等因素的影响，永磁体选择后还应增加一定的裕度。

7 . 4 . 2电磁负荷的选择

对于电励磁同步发电机，当额定容量和频率一定时，主要尺寸取决于它的电磁负荷（A 、 B 。）。对于某一系列发电机，A 、 B 。值变化不大，但对于永磁同步发电机，采用不同的永磁材料及磁路结构，则提供的气隙磁感应强度及线负荷可以有较大区别。L气隙磁感应强度B 。的选择发电机在进行机电能量转换的过程中，主要是通过气隙来实现的，对一般发电机，气隙磁位降要占整个磁位降的80％左右，而永磁同步发电机的气隙要比电励磁同步发电机大得多，因而气隙磁位降所占比例更大。在选用NdFeB永磁材料时，为了充分利用磁性材料的磁能，一般都选择剩余磁感应强度B，大于0 . 9T，矫顽力H 。大于640kA / m 。假如我们预估空载永磁体产生的磁感应强度，那么永磁同步发电机的气隙磁感应强度。

2．线负荷A的选择

线负荷选择主要考虑到发电机的散热条件，当散热条件好时，A可选取大些；反之，A则要选小些。但是，对于小功率永磁同步发电机，一个很重要的性能指标，就是固有电压调整率。因为A / B 。值越大，则电压调整率越差，那么当B 。一定时，就要求A不可能取较高数值。通常对于小功率同步发电机，一般选取以下经验值：

7 . 4 . 3永磁体主要尺寸的选择

设计小功率永磁同步发电机时，根据转子永磁体放置方式不同，选择合适的气隙磁感应强度B 。及A值，再从外特性来推导永磁体尺寸表达式。设电枢绕组电阻为零，则发电机的相量图如图7一8所示。由相量图可得。

    当永磁体的体积确定后，首先要满足气隙磁位降，确定永磁体磁化方向高度hm，再确定永磁体宽度b 。，最后确定永磁体长度1．。

7 . 4 . 4定转子主要尺寸的确定

小功率永磁同步发电机定转子主要尺寸确定时，首先应确定转子的主要尺寸。

1．转子主要尺寸的确定

当转子永磁体放置方式确定后，要根据永磁体尺寸确定转子径向尺寸，即转子外径DZ 。当采用切向式磁体结构时，有。