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电机设计时需考虑电枢反应的最大去磁作用

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点击次数:更新时间:2018-05-21 15:05:09

        在电机设计时为了考虑电枢反应去磁作用,有文献提出用磁钢工作图方法,将空载特性向左移一个电枢反应最大直轴去磁磁动势的距离,得到负载工作点的每极磁通。这样,负载气隙磁通将明显比空载减少(1231。这是和无刷直流电机实际情况有较大的差异,如参考文献[2]指出:永磁无刷直流电动机的直轴电枢反应磁动势在一个状态角范围内不是一个常数,用减去一个最大直轴去磁安匝的方法求负载时的工作点是不合理的。如上述分析,就平均效应来看,电枢反应对表贴式电机气隙磁场只有微弱的去磁作用,在工程上可以忽略不计。无刷直流电动机磁路设计十时,如果还按有刷直流电动机那样考虑电枢反应来确定永磁体负载工作点,将会引起较大误差。

       但是,考虑到永磁体材料可逆退磁特性可能存在拐点,电机设计时需校核电枢反应磁动势最大去磁作用。

       对于铁氧体磁极,整条退磁曲线线性度较差,在高退磁区域下降更陡。负载电枢反应后极尖附近单元磁路的去磁作用更甚于前极尖附近单元磁路的助磁作用。当严重过载时,后极尖附近单元可能落入退磁曲线拐点弯曲部分,发生不可逆去磁。

       对于钕铁硼永磁磁极,室温状态下退磁曲线接近直线,电枢反应时交点都在直线段内,因而,不论是否计及电枢反应电机转速及其他各项性能参数均无明显变化。但当负载增加磁钢温度增高时,退磁曲线在高退磁区域可能出现明显弯曲,后极尖附近单元磁路有可能超出永久性退磁的拐点区域。

       为避免发生不可逆去磁,令电机无法正常运行,因而需要限制电动机的最大电流,并在电机设计时由此计算确定磁钢最低限度的厚度。

       从图8-2可以发现,对于整数槽电机,一个状态角内,在初始点和最终点时刻,电枢反应磁动势F。对永磁磁极后部去磁作用(或对永磁磁极前部增磁作用)达到最大。此去磁磁动势应为电枢反应磁动势的最大值

Famax= WI/p

       而不是式(8-1)所示的数值。这样,在设计表面安装方式的永磁片厚度时,需要按上式考虑在初始点时刻永磁磁极后部所承受的电枢反应最大去磁。

       对于分数槽集中绕组电机,电枢反应去磁磁动势的最大值按下面分析的式(8-3)或式(8-4)计算。

       需要指出,无刷电机和有刷直流电机不同点之一是它必须有电子控制电路。为了保护功率开关管,常常设置有限流功能。这样,它也同时对电机永磁进行了不可逆去磁的保护。启动电流,或突然反转引起的过电流在控制器设计时应得到限制。有些控制器设计使突然反转不可能发生。所以,一般按所设置的限流值考虑电枢反应最大去磁即可。

 

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