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如何设计直流同步电机的磁路结构,流程有哪些?

2021-01-14 14:30:19     来源:老赵说制造        

【哔哥哔特导读】通过对永磁电机磁路的计算,用相关公式对初始设计的性能进行检查,判断计算结果与电机性能要求之间的误差是否在允许范围内。主要尺寸包括轴向长度Lm、磁化方向长度即厚度hm、外径Rj、内径Ri等,首先应根据磁铁体积Vm与输入功率Pi及频率f的关系求出体积,主要尺寸由体积推导。

磁路由一个或多个包含磁通量的闭环路径组成,通常由永磁体或电磁体产生,并由铁等铁磁材料组成的磁芯限制在路径中,磁通路径中可能存在气隙或其他材料。串联磁路被定义为具有许多不同尺寸的零件和带有相同磁场的材料的磁路,考虑具有不同尺寸的圆形线圈或螺线管。

永磁同步电机磁路法的设计方法

通过对永磁电机磁路的计算,用相关公式对初始设计的性能进行检查,判断计算结果与电机性能要求之间的误差是否在允许范围内。主要尺寸包括轴向长度Lm、磁化方向长度即厚度hm、外径Rj、内径Ri等,首先应根据磁铁体积Vm与输入功率Pi及频率f的关系求出体积,主要尺寸由体积推导。

电机

磁路设计过程

设计电机时通常会给出以下数据(性能要求)1)额定功率2)额定电压3)相数和相连接方法; 4)额定频率; 5)额定转速或同步转速; 6)额定功率因数。

电机设计过程

1)收集数据,即相关的国家标准,包括测试数据在内的类似电机技术数据。根据数据分析准备技术任务书。 2)电磁设计:根据技术任务书,进行电磁计算以确定所设计电机的冲头尺寸,铁芯长度和电磁性能。 3)结构设计:确定电机的机械结构,组件的尺寸,加工要求和材料规格。

磁路设计是根据磁场的要求,合理选择磁路的参数和材料,并设计出技术上可行,符合要求,经济性好,能充分发挥材料作用的磁路及性能。

对于给定的磁路,可以唯一地获得磁路特性,给定磁路特性的要求,可能会有多个符合要求的磁路,设计的目的是找到一个符合要求的磁路。永磁同步电机转子磁路结构不同, 电机的运行性能、控制系统、制造工艺和应用场合也不同。永磁同步电机的磁铁通常固定在转子上,按照磁铁在转子上位置的不同,转子磁路结构一般可分为三种形式:表面式,内置式和爪极式。

表面安装突出的转子磁路结构,实用新型具有结构简单,制造成本低,惯性矩小的优点,主要用于矩形波永磁同步电机和功率范围恒定的永磁同步电机。 表面安装插入式转子磁路结构,这种结构可以充分利用由转子结构的磁路的不对称性产生的磁阻转矩,并且可以提高电机的功率密度,制造过程也相对简单,通常用于某些变速永磁同步电机,爪极式较少被电机业使用。

结论

同步电机由于转子轭部很小,磁铁内表面做成圆弧与不导磁的塑料轭配合 ,磁铁由塑料轭两翼定位,结构异常简单。日本有些电机厂的磁铁内表面是三角形,与由电工钢片叠成的方形铁芯配合,导磁性良好的铁芯可使气隙磁通有所提高,但叠片铁芯的生产比的注塑塑料轭要复杂得多。

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