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盘形磁钢聚磁式自起动永磁同步电动机研究

裴东旭  
【摘要】:自起动永磁同步电动机具有体积小、直接起动、效率高、节能效果好等特点。通常情况下,自起动永磁同步电动机在设计电机的转子结构时,首先要设计完成转子内外径以及转子的起动笼,这样就会使永磁体的尺寸被限制在特定的空间范围里面。为了解决现有自起动永磁同步电动机起动性能与力能指标之间争夺转子有限空间的矛盾,本文提出一种盘形磁钢聚磁式自起动永磁同步电动机新结构。 本文首先介绍盘形磁钢聚磁式自起动永磁同步电动机新结构,这种聚磁体转子结构在转子轭部设置有聚磁体,聚磁体由磁轭和永磁环相间构成,磁轭外圆上间隔设置引导磁通走向的极靴,可以利用设置完自起动绕组后剩余的有限转子轭部空间实现较高的气隙磁密。其次,利用Ansoft有限元软件对永磁块不同数量、厚度以及极靴不同宽度时电机的气隙磁密进行仿真分析,得出了聚磁式转子结构设计规律,并给出转子结构设计的方案。最后,建立电动机三维仿真模型,通过有限元电磁场分析软件对聚磁式自起动永磁同步电动机的三维磁场进行计算和分析,并与其它常见的内置式结构自起动永磁同步电动机进行仿真对比。另外,还分别对起动笼为铸铝和铸铜时电机的起动性能进行了仿真分析,验证在确保较好自起动能力的前提下,达到提高电机力能指标的目的。研究结果表明,聚磁式自起动永磁同步电动机新结构,解决了现有自起动永磁同步电动机起动性能与力能指标之间争夺转子有限空间的矛盾。


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