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六相永磁同步电机的设计(一)

2016/11/4    来源:互联网    作者:刘家琦      
关键字:多相电机  有限元分析  绕组开路  
多相永磁同步电机具有高可靠性和容错性,转矩波动小,功率密度高,特别适合应用于电动汽车领域。本文设计了一台12kW48槽46极的六相外转子永磁同步电机,并对其工作原理和容错性能进行了分析。

 
    2.3.2 绕组端部短路故障分析

    一相绕组端部短路时,端电压为零。此时的同步电机电压方程可以表示为U= Eo+IMRa+jIMX s=0,根据电压方程画出的一相绕组短路时的相量图如图2-3所示。

图2-3 绕组端部短路时的相量图

图2-3 绕组端部短路时的相量图

    由相量图可以得知,电枢电流由具有去磁作用的直轴电流和产生负转矩的交轴电流合成。一般情况下,同步电抗X。远大于电枢电阻R,若忽略电枢电阻,则因短路产生的短路电流磁链将完全抵消绕组中的永磁磁链。不忽略电枢电阻时,短路电流中含有产生负转矩的交轴电流成分,因此一相短路故障时的电机转矩将低于一相开路故障时的电机转矩。

    分析相量图还可以知道,发生一相短路故障后,短路电流的稳态值可由公式(2-12)得到。

公式 2-12

    显然同步电抗在很大成分上决定了短路电流的大小,同步电抗越大,短路电流越小。而同步电抗的主要成分是漏抗,通过电机优化,适当地调节电机的结构参数,改变电机的槽漏抗,可以有效地抑制短路电流。

3 六相永磁容错电机的有限元分析

    这里采用ANSYS下的Maxwell模块对六相永磁容错电机进行仿真。

    3.1 Maxwell 2D模型的建立

    利用ANSYS Maxwell建立的电机2D仿真模型如图3-1所示:

图3-1 六相永磁电机的仿真模型

图3-1 六相永磁电机的仿真模型

    电机的主要结构参数如表3-1所示。

表3-1 电机主要结构参数

表3-1 电机主要结构参数

表3-1 电机主要结构参数

责任编辑:马倩
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