永磁同步电机设计
由于其紧凑性和高扭矩密度,永磁同步电机在许多工业应用中得到了广泛的应用,特别用于高性能驱动系统,如潜艇推进系统。永磁同步电机无需使用滑环进行励磁,从而降低了转子的维护和损耗。永磁同步电机效率高,适用于高性能驱动系统,如工业中的数控机床、机器人和自动生产系统。通常,永磁同步电机的设计和构造必须同时考虑定子和转子结构,以获得高性能电机。
永磁同步电机设计
在永磁同步电机(PMSM)的设计中,永磁转子的构造基于三相感应电机的定子框架,不改变定子和绕组的几何形状。规格和几何形状包括:电机的速度、频率、极数、定子长度、内外直径、转子槽数。永磁同步电机的设计包括铜损耗、反电动势、铁损和自感和互感、磁通、定子电阻等。
自感和互感的计算:
电感L可以定义为磁链与产生磁通的电流I的比率,单位为亨利(H),等于韦伯每安培。电感器是用来在磁场中储存能量的装置,类似于电容器在电场中储存能量。电感器通常由线圈组成,通常缠绕在铁氧体或铁磁芯上,其电感值仅与导体的物理结构以及磁通通过的材料的磁导率有关。
什么是永磁同步电机
永磁同步电机是由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机,永磁体作为转子产生旋转磁场,三相定子绕组在旋转磁场作用下通过电枢反应,感应三相对称电流。此时转子动能转化为电能,永磁同步电机作发电机(generator)用;此外,当定子侧通入三相对称电流,由于三相定子在空间位置上相差120,所以三相定子电流在空间中产生旋转磁场,转子旋转磁场中受到电磁力作用运动,此时电能转化为动能,永磁同步电机作电动机(motor)用。永磁同步电机可以将电机整体地安装在轮轴上,形成整体直驱系统,即一个轮轴就是一个驱动单元,省去了一个齿轮箱。永磁同步电机的特点主要有以下几种:(1)PMSM本身的功率效率高以及功率因数高;(2)PMSM发热小,因此电机冷却系统结构简单、体积小、噪声小;(3)系统采用全封闭结构,无传动齿轮磨损、无传动齿轮噪声,免润滑油、免维护;(4)PMSM允许的过载电流大,可靠性显著提高;(5)整个传动系统重量轻,簧下重量也比传统的轮轴传动的轻,单位重量的功率大;(6)由于没有齿轮箱,可对转向架系统随意设计:如柔式转向架、单轴转向架,使列车动力性能大大提高。
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