特种电机演讲16.ppt

双凸极永磁电机浅析
组员:胡森军
龚孝欣
俞东
DSPM 电机(双凸极永磁电机)是磁阻电机和永磁电机的有机结合体,是开关磁阻电机的创造性发展。
开关磁阻电机的双凸极结构在转矩输出方面有一些问题,主要表现在:
由于主开关必须在电感较大处关断,电流换相较慢,从而降低了转矩输出;
为了增加饱和度以提高开关磁阻电机出力,定转子间气隙较小,因此将产生噪声和振动问题;
开关磁阻电机只能在半周内出力;即正半周电感增加时产生电动转矩, 而负半周电感减小时产生制动转矩,材料利用率低。
为了解决这些问题,90 年代初,人们将永磁材料嵌入转子(或定子) 体内,形成所谓的双凸极永磁电机。
基本结构和工作原理
特点和优缺点
发展前景
双凸极永磁电机基本结构和工作原理(以6/4极的双凸极永磁电机(DSPM)为例)
定子
永磁体
转子
该电机定子铁芯有六个齿极,转子铁芯有四个齿极,均由导磁良好的硅钢片冲制后叠成。转子与定子之间有很小缝隙,转子可在定子内自由转动。
在定子齿极上绕有线圈,是向电机提供工作磁场的励磁绕组。在转子上没有线圈。并且在定子轭中对称嵌入了两块高性能永久磁钢。
双凸极永磁电机基本结构和工作原理
DSPM中的气隙磁场主要由永久磁钢建立。
双凸极永磁电机基本结构和工作原理
在理想空载(即各相电流均为零)时,永久磁钢在各相绕阻中的永磁磁链Ψpm 将随转子位置θ的变化而周期性地近似线性变化,显然,当定子极和转子极重合时Ψpm 最大,而定子和转子极对槽时Ψpm最小。
空载情况下:
当转子齿进入定子齿下时,该定子绕组的磁链和电感均随之增加。
当转子齿与定子齿完全重合时,磁链有最大值。
当转子齿离开定子齿时,磁链随之减小。
当转子齿对着定子槽时,磁链有最小值。
双凸极永磁电机基本结构和工作原理
电磁转矩分析
设通入的三相电流为图2(b)所示的“理想”方波电流,
即在相绕阻永磁磁链
Ψpm 增加区通入幅值为Im 的“正向电流”增强Ψpm ,
在Ψpm 减少区通入幅值为Im 的“负向电流”削弱Ψpm。
双凸极永磁电机基本结构和工作原理
基于线性假设,以一相绕组单独通电为例进行分析,这时相绕组磁链Ψph为永磁磁链Ψpm 与其自感磁链Ψi 之和,即:
其对应的磁共能为:
由机电能量转换原理,一相电磁转矩为: