三相永磁同步電機(jī)之最大去磁時(shí)永磁體工作點(diǎn)校核計(jì)算

    永磁直流電動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于起動(dòng)、堵轉(zhuǎn)、突然停轉(zhuǎn)或突然反轉(zhuǎn)等運(yùn)行狀態(tài)，此時(shí)繞組中的電流常常是額定電流的幾倍甚至十幾倍，這樣大的電流產(chǎn)生的電樞反應(yīng)去磁作用是很強(qiáng)的．將使永磁體工作點(diǎn)顯著下降。因此從電機(jī)運(yùn)行可靠性出發(fā)，在電機(jī)設(shè)計(jì)中必須校核最大去磁工作點(diǎn)，使其位于永磁體退磁曲線拐點(diǎn)之上。在永磁直流電動(dòng)機(jī)中，最大去磁磁動(dòng)勢(shì)取決于電機(jī)可能產(chǎn)生的最大瞬時(shí)電流，這與電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)，現(xiàn)分別計(jì)算如下。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，在加電壓的初瞬間，轉(zhuǎn)子由于質(zhì)性來(lái)不及轉(zhuǎn)動(dòng)，n=0，E=0。由電壓平衡方程可得起動(dòng)時(shí)最大瞬時(shí)電流，也就是堵轉(zhuǎn)時(shí)電流。

    突然停轉(zhuǎn)是指電動(dòng)機(jī)在電壓U下正常運(yùn)行時(shí)，突然將其斷電，此時(shí)電樞電壓U一在U一。的初瞬間，由于轉(zhuǎn)子慣性，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速二來(lái)不及變化，相應(yīng)的反電動(dòng)勢(shì)E．也不變，因此突然停轉(zhuǎn)時(shí)最大瞬時(shí)電流。

    突然反轉(zhuǎn)時(shí)，電樞電壓由＋U突然變到一U，而由于轉(zhuǎn)子慣性，n和氏都來(lái)不及變化，此時(shí)的最大瞬時(shí)電流。

    將最大瞬時(shí)電流代入上述交、直軸電樞磁動(dòng)勢(shì)計(jì)算公式，求出作用于去磁側(cè)永磁磁極極尖處的每對(duì)極的最大電樞去磁磁動(dòng)勢(shì)。運(yùn)用第3章的方法計(jì)算出最大去磁時(shí)的工作點(diǎn)，設(shè)計(jì)中應(yīng)保證電機(jī)在發(fā)生最大去磁磁動(dòng)勢(shì)時(shí)，磁極極尖處的永磁體工作點(diǎn)位于退磁曲線拐點(diǎn)之上，即。式中―永磁材料退磁曲線上拐點(diǎn)處磁通密度標(biāo)么值；h―永磁材料退磁曲線上拐點(diǎn)處退磁磁場(chǎng)強(qiáng)度標(biāo)么值。

2.永磁直流電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)

    永磁直流電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)大部分與電勵(lì)磁直流電動(dòng)機(jī)相同，主要差別在于勵(lì)磁部分不同及由此而引起的結(jié)構(gòu)型式和參數(shù)取值范圍的差異。有關(guān)永磁材料和磁極結(jié)構(gòu)型式的選擇、磁路計(jì)算主要參數(shù)、電樞反應(yīng)和永磁體工作點(diǎn)的計(jì)算已在前面介紹，下面主要介紹小功率永磁直流電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中某些特點(diǎn)。永磁直流電動(dòng)機(jī)的磁極結(jié)構(gòu)多種多樣，磁場(chǎng)分布復(fù)雜，計(jì)算準(zhǔn)確度比電勵(lì)磁直流電動(dòng)機(jī)低；而且水磁材料本身性能在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，直接影響磁場(chǎng)大小并使電動(dòng)機(jī)性能產(chǎn)生波動(dòng)；永磁電動(dòng)機(jī)制成后又難以調(diào)節(jié)其性能。這些都增加了永磁直流電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算的復(fù)雜性。除了采用電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法盡可能提高計(jì)算準(zhǔn)確性外，設(shè)計(jì)中要留有一定的裕度，并充分考慮永磁材料性能波動(dòng)可能帶來(lái)的影響。

永磁直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)合極為廣泛，不同的使用器具對(duì)電機(jī)性能的要求大不一樣。有的要求伺服性能好；有的要求價(jià)格低廉；有的要求效率高、節(jié)能；有的則要求功率密度高、體積??；有的工作環(huán)境惡劣；有的則對(duì)某項(xiàng)指標(biāo)要求苛刻。因而在設(shè)計(jì)時(shí)不論是主要尺寸和電磁負(fù)荷的選擇，還是繞組和沖片的設(shè)計(jì)都有很大差異，選擇的范圍很大，需要針對(duì)用戶對(duì)電機(jī)性能、尺寸和價(jià)格的具體要求以及所選用的永磁材料，根據(jù)制造廠的現(xiàn)有條件和經(jīng)驗(yàn)，選擇適宜的結(jié)構(gòu)型式和參數(shù)值進(jìn)行多方案分析比較后確定。

3.1主要尺寸選擇

永磁直流電動(dòng)機(jī)的主要尺寸是指電樞直徑D 。和電樞計(jì)算長(zhǎng)度與，除了可根據(jù)用戶實(shí)際使用中安裝尺寸要求或參考類似規(guī)格電機(jī)的尺寸確定外，它可根據(jù)給定的額定數(shù)據(jù)來(lái)選擇。

3.3.1主要尺寸的基本關(guān)系式

與傳統(tǒng)電機(jī)一樣，主要尺寸的基本關(guān)系式：。

3.3.2電磁負(fù)荷的選擇

直流電動(dòng)機(jī)的主要尺寸與所選擇的電負(fù)荷和磁負(fù)荷有密切關(guān)系。電勵(lì)磁直流電動(dòng)機(jī)可根據(jù)設(shè)計(jì)要求和經(jīng)濟(jì)性，經(jīng)過(guò)優(yōu)化或分析比較多種方案，找到最佳的電磁負(fù)荷值。永磁電機(jī)則不同，其磁負(fù)荷基本上由永磁材料的性能和磁路尺寸決定，當(dāng)永磁材料和磁極尺寸選定后，B，就基本上被決定了，在設(shè)計(jì)時(shí)變化范圍很小。電機(jī)的氣隙磁密B，主要由所選用的永磁材料的剩余磁密盡決定。初選時(shí)可根據(jù)永磁材料和磁極結(jié)構(gòu)選取，通常為（0.6 -0.85〕對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的永磁直流電動(dòng)機(jī)，一般取電負(fù)荷功率小時(shí)通常取小值。