《电动机及其计算机仿真》第8章 特殊结构永磁电动机研究.pptxVIP

第八章

特殊结构

“永磁电动机研究

电动机及其计算机仿真

P

A

R特殊结构永磁

0T

O电动机的结构

N

1E

和运行原理

00特殊结构永磁电动机的结构和运行原理

•三相感应电动机的应用范围非常普遍，但是常规结构的三相感应电动机的效率和功率因数不

高，为了解决这个问题，研究了一种特殊结构永磁电动机，这种电动机特别适合频繁启动和

变负载的驱动，如风机、风扇和各种泵类负载。

•特殊结构永磁电动机总体结构图如图8.1所示，本质上，这种结构的电动机就是在普通鼠

笼式电动机内部增加了一个能够自由旋转的永磁体转子，构成了两个电动机复合的结构。

•笼型转子和定子之间是一

台普通的三相感应电动机，

永磁体和定子之间是一台

同步电动机，两个电动机

的定子共用。

00特殊结构永磁电动机的结构和运行原理

•特殊结构永磁电动机的

横截面图如图8.2所

示。由电动机的基本理

论可知，当电动机定子

绕组通入三相交流电时，

产生的同步旋转磁场会

带动笼型转子转动起来，

永磁内转子因为能够自

由旋转，所以它以同步

速旋转。

P

A

R

0T电动机的

T

W

2O建模

01电动机有限元模型

•如图8.3所示为特殊结构永磁电动机磁力线分布图，从Ansoft电磁场有限元分析得到的

结果可以看出，电动机内部的磁力线完全闭合。磁场的主磁链绝大部分将穿越笼型转子，

进入定子钜部。永磁转子对电动机的作用效果可以等效为在气隙磁场中存在的一个以同步

速旋转的磁链。

02在三相坐标系下的数学模型

•磁路线忽略磁路饱和、齿槽开口和铁芯损耗的影响，并假设电动机各相绕组结构对称、磁

路线性，取定、转子各电磁量的正方向符合电动机法则。

•三相坐标系下电动机模型如图8.4所示，定子上有

三套绕组对称分布，互差120°电角度转子上也有

三套绕组对称分布，互差120°电角度。

02在三相坐标系下的数学模型

电动机的各变量方程如下:

其

中：

(8.1)

02在三相坐标系下的数学模型

(8.3)

(8.4)

(8.5)

(8.6)

02在三相坐标系下的数学模型

(8.7)

03在任意速坐标系下的数学模型

(8.12)