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詳解直流無刷電機電樞反應(yīng)的歸納和分析

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1)推薦采用基于電樞反應(yīng)磁動勢分布圖的電樞反應(yīng)磁場與永磁磁場疊加的分析方法。還有的采用將電樞反應(yīng)磁動勢分解為直軸和交軸分量的傳統(tǒng)分析方法,該方法存在一些不足,并只適用于整數(shù)槽電機的電樞反應(yīng)分析,難用于分數(shù)槽電機電樞反應(yīng)分析。

2)對于整數(shù)槽直流無刷電機,在一個狀態(tài)角內(nèi)任意時刻由于電樞反應(yīng),轉(zhuǎn)子磁極都存在前部增磁和后部去磁,合成氣隙磁通密度分布呈現(xiàn)前高后低的不對稱波形,其過零點有所前移。

直流無刷電機電樞反應(yīng)引起平均氣隙磁通密度下降主要原因是因磁路局部飽和,在一個狀態(tài)角范圍內(nèi)任意時刻,都存在轉(zhuǎn)子磁極前部的增磁未能夠抵償后部的去磁造成的。傳統(tǒng)觀點認為是一個狀態(tài)角范圍內(nèi),直軸電樞反應(yīng)磁動勢作用從前半個狀態(tài)去磁到后半個狀態(tài)增磁的過程中,因磁路局部飽和,增磁未能夠抵償去磁的緣故,這個看法是不夠確切的。

直流無刷電機

3)電樞反應(yīng)影響程度大小的關(guān)鍵是取決于轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu),如果轉(zhuǎn)子磁路是各向同性,例如,選擇瓦形或環(huán)形永磁體徑向勵磁結(jié)構(gòu),只要磁路沒有局部飽和,在一個狀態(tài)角范圍內(nèi)任意時刻,電樞反應(yīng)對永磁轉(zhuǎn)子的平均效應(yīng)既沒有去磁,也沒有增磁。電樞反應(yīng)的影響可以忽略。主要并非永磁體本身磁阻大的緣故。

如果轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)是各向異性,例如,選擇內(nèi)置式結(jié)構(gòu),電樞反應(yīng)的影響不可以忽略。

4)電樞反應(yīng)對電機性能不良的影響可歸納為:電樞反應(yīng)使氣隙磁通、感應(yīng)電動勢、相電流、電磁轉(zhuǎn)矩數(shù)量的變化和波形的畸變,電磁轉(zhuǎn)矩波動增加,以及換相點的前移。

5)分數(shù)槽集中繞組直流無刷電機電樞反應(yīng)對永磁磁場的去磁效應(yīng)比較小,但定子電樞反應(yīng)磁動勢分布包含豐富的空間諧波,可能造成明顯的轉(zhuǎn)子渦流損耗。分數(shù)槽集中繞組電樞反應(yīng)磁場次諧波會使定子軛部磁通密度增加,帶來附加的定子鐵損耗。

6)為避免永磁體出現(xiàn)不可逆去磁,直流無刷電機設(shè)計時需校核電樞反應(yīng)磁動勢的去磁作用。對于整數(shù)槽直流無刷電機,在一個狀態(tài)角初始點時刻永磁磁極后部承受電樞反應(yīng)的去磁大小。對于分數(shù)槽集中繞組電機,在某個定子齒對正永磁磁極時承受電樞反應(yīng)的去磁大小。


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