具有高過載能力永磁同步電機的研究.pdf

1、在某些電機應用場合，例如航空航天、汽車動力、軍事、車床加工等領域，由于其在體積、質量、環(huán)境適應性、可靠性等方面的特殊要求，以及某些特殊的負載間歇突變工況，常規(guī)設計的電機已經無法滿足使用需求，具有極限輸出性能的電機成為人們追求的目標，期望電機在轉速不變的條件下具有高的轉矩過載能力。
　　本文研究的永磁同步電機的過載能力是指在恒定轉速下的轉矩過載能力，過載倍數是最大輸出轉矩與額定輸出轉矩的比值。恒定轉速下，普通永磁同步電機輸出轉矩超過

2、額定轉矩時，其轉矩輸出不會隨著輸入電流呈線性增長，出現飽和現象。這是由于在過載狀態(tài)下，電機出現定子鐵心飽和、電樞反應過強、直軸去磁作用過大、電機溫升過高電機可靠性下降現象。在這些制約條件下，電機的輸出能力難以繼續(xù)提高。
　　本文從永磁同步電機（PMSM）的輸出功率入手，分析永磁同步電機的極限輸出功率與極限輸入電流的關系，著重解決如何提高電機的極限輸入電流，從而提高電機的過載能力。針對上述三種制約因素，進一步分析鐵心飽和、電樞反應和

3、電機可靠性對永磁同步電機過載能力的影響。
　　針對永磁同步電機從電機原理和結構兩個方面入手，通過改變定子和轉子結構參數，分析整數槽和分數槽對電機過載能力的影響、分析極槽配合對電機過載能力的影響、分析定、轉子外徑比例對電機極限輸出轉矩的影響、分析齒槽面積比例對電機過載能力的影響、分析磁鋼尺寸和極對數對永磁電機極限輸出能力的影響。
　　接著本文分析了無槽電機（Slotless Permanent Magnet Synchrono

4、us Motor，SL-PMSM）的過載能力，并與有槽 PMSM的過載能力進行對比。在特定定子外徑、體積下，SL-PMSM的功率密度小于有槽 PMSM。在定子外徑小于44.5mm的條件下，SL-PMSM的功率密度更高，過載能力更強。
　　最后根據上述分析設計一臺具有高過載能力的永磁同步電機，設計轉矩過載倍數10倍。通過合理的試驗方法，測得高過載電機的過載倍數，繪制轉矩-電流曲線，分析其線性度；利用溫度傳感器測量在高過載狀態(tài)下電機的