稀土永磁同步電機(jī)之損耗分析計(jì)算

    永磁同步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的損耗包括下列四項(xiàng)。

3 . 3 . 1定子繞組電阻損耗

電阻損耗Pc ( W）可按常規(guī)公式計(jì)算。

3 . 3 . 2鐵心損耗

永磁同步電動(dòng)機(jī)的鐵耗p 、不僅與電動(dòng)機(jī)所采用的硅鋼片材料有關(guān)，而且隨電動(dòng)機(jī)的工作溫度、負(fù)載大小的改變而變化。這是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)溫度和負(fù)載的變化導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)中永磁體工作點(diǎn)改變，定子齒、扼部磁密也隨之變化，從而影響到電動(dòng)機(jī)的鐵耗。工作溫度越高，負(fù)載越大，定子齒、扼部的磁密越小，電動(dòng)機(jī)的鐵耗就越小。

永磁同步電動(dòng)機(jī)鐵耗的準(zhǔn)確計(jì)算非常困難。這是因?yàn)橛来磐诫妱?dòng)機(jī)定子齒、扼磁密飽和嚴(yán)重，且磁通諧波含量非常豐富的緣故。工程上常采用與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)鐵耗計(jì)算類似的公式，然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行修正。永磁同步電動(dòng)機(jī)在某負(fù)載下運(yùn)行時(shí)，從相量圖中可求出其氣隙基波合成電動(dòng)勢(shì)（V )。

由不難求出定子齒、扼磁密，進(jìn)而求出電動(dòng)機(jī)的鐵耗。圖6 -12即為用上述方法求出的某臺(tái)稀土水磁同步電動(dòng)機(jī)的鐵耗隨輸出功率變化的曲線。

3.3.3機(jī)械損耗

永磁同步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗與其他電機(jī)一樣，與所采用的軸承、潤(rùn)滑劑、冷卻風(fēng)扇和電動(dòng)機(jī)的裝配質(zhì)量等有關(guān)，其機(jī)械損耗可根據(jù)實(shí)測(cè)值或參考其他電機(jī)機(jī)械損耗的計(jì)算方法計(jì)算

3. 3. 4雜散損耗

永磁同步電動(dòng)機(jī)雜散損耗p，目前還沒(méi)有一個(gè)準(zhǔn)確實(shí)用的計(jì)算公式，一般均根據(jù)具體情況和經(jīng)驗(yàn)取定。

隨著負(fù)載的增加，電動(dòng)機(jī)電流隨之增大，雜散損耗近似隨電流的平方關(guān)系增大。當(dāng)定子相電流為I時(shí)電動(dòng)機(jī)的雜散損耗（W）可用下式近似計(jì)算。

4永磁同步電動(dòng)機(jī)磁路分析與計(jì)算

4.1磁路計(jì)算特點(diǎn)

進(jìn)行永磁同步電動(dòng)機(jī)磁路計(jì)算時(shí)，可采用通常的電機(jī)磁路的磁位差計(jì)算方法。但由于永磁同步電動(dòng)機(jī)中永磁體的存在，進(jìn)行磁路分析計(jì)算應(yīng)注意其特點(diǎn)。

永磁同步電動(dòng)機(jī)的空載氣隙磁密波形如圖6-13 所示。圖6-14為某臺(tái)異步起動(dòng)水磁同步電動(dòng)機(jī)的實(shí)測(cè)氣隙磁密波形。由圖可知，水磁同步電動(dòng)機(jī)的空載氣隙磁密波形基本上為一平頂波．與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的氣隙磁密波形相差較大，而與直流電機(jī)的空載氣隙磁密波形相似．磁路計(jì)算時(shí)，永磁同步電動(dòng)機(jī)的空載氣隙磁密波形可近似簡(jiǎn)化為圖6-15所示的矩形波一計(jì)算極弧寬度內(nèi)磁密幅值為B，而極間磁密為零。

4.1.1計(jì)算極弧系數(shù)

永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)形式不同，其極弧系數(shù)a，和計(jì)算極弧系數(shù)a的計(jì)算公式也不同。對(duì)采用圖6一4b 、 c和圖6-6 。轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)的永磁同步電動(dòng)機(jī)，經(jīng)電磁場(chǎng)計(jì)算和氣隙磁密波形分析，存在下列關(guān)系：為使電動(dòng)機(jī)的極弧系數(shù)更為合理，可通過(guò)調(diào)節(jié)上述結(jié)構(gòu)中每個(gè)永磁體磁極所跨的轉(zhuǎn)子槽數(shù)來(lái)調(diào)整極弧系數(shù)，比如，令所跨的轉(zhuǎn)子槽數(shù)為，則式（6一21）中的極弧系數(shù)變?yōu)?。永磁磁極直接面向空氣隙的表面式磁路結(jié)構(gòu)（圖6一3 )，其外的計(jì)算公式為。

4 .1 .2氣隙磁場(chǎng)波形系數(shù)

如圖6一15所示，經(jīng)傅里葉級(jí)數(shù)分解后，可得永磁同步電動(dòng)機(jī)空載氣隙磁密基波幅值（T )。

因此，永磁同步電動(dòng)機(jī)的空載氣隙磁密波形系數(shù)。由式（6一31）可以看出，價(jià)的大小影響氣隙基波磁通與氣隙總磁通的比值，即影響永磁材料的利用率。另外，烏的大小還影響氣隙中諧波的大小。設(shè)計(jì)中選定馬時(shí)應(yīng)綜合考慮永磁體的合理利用、諧波抑制和電動(dòng)機(jī)性能的需要。

4.1 .3磁位差計(jì)算

計(jì)算永磁同步電動(dòng)機(jī)的磁路磁位差時(shí)，可采用其他電機(jī)常用的方法．但由于永磁同步電動(dòng)機(jī)的極弧系數(shù)一般較大，計(jì)算氣隙和齒部滋位差時(shí)應(yīng)該用B 。而不是用B , l；計(jì)算電機(jī)扼部磁位差時(shí)也應(yīng)該用扼部鐵心的有效總磁通仇而不是用基波磁通。對(duì)于水磁磁極直接面向空氣隙的表面式磁路結(jié)構(gòu)，計(jì)算氣隙系數(shù)和電樞計(jì)算長(zhǎng)度時(shí)需要用電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算求出，或參照第5章介紹的不帶軟鐵極靴的計(jì)算方法，查取相應(yīng)的曲線。