理论教育 传统观点的直轴和交轴分量分析

传统观点的直轴和交轴分量分析

时间:2023-06-15 理论教育 版权反馈
【摘要】:传统观点认为电枢反应引起平均气隙磁通密度下降主要原因是一个状态角范围内,因磁路局部饱和,直轴电枢反应磁动势作用使后半个状态增磁未能够抵偿前半个状态去磁的缘故。可见电枢反应的直轴分量时而增磁时而去磁,使气隙每极的合成磁通发生变化,但对总的平均磁通改变不明显。即使交轴电枢反应存在,只要磁路不饱和,交轴电枢反应使磁场波形的畸变不影响总磁通的平均值。

传统观点的直轴和交轴分量分析

传统观点认为电枢反应引起平均气隙磁通密度下降主要原因是一个状态角范围内,因磁路局部饱和,直轴电枢反应磁动势作用使后半个状态增磁未能够抵偿前半个状态去磁的缘故。就平均效应来看,即使磁路有饱和,电枢反应对电机气隙磁场只有微弱的去磁作用,对气隙磁场影响作用不大,电磁设计时负载工作点磁通可用空载工作点磁通代替。

参考文献[2]认为电枢反应对电机的影响可归纳为:电枢反应对转子磁场先去磁而后增磁,使电机的每极总磁通在空载时的每极总磁通附近变化,电枢反应使反电动势和电磁转矩发生变化,但对反电动势及电磁转矩的平均值影响不大。从而得到结论:电磁设计时可将空载工作点的磁通近似看作负载工作点的磁通。

参考文献[3]提出永磁无刷直流电动机电枢磁动势在电枢圆周内是步进跳跃式旋转的。在一个状态角范围内,电枢磁动势在刚开始为最大去磁,然后逐渐减小,在状态角中间位置时不去磁也不增磁,后半个状态角逐渐增磁并达到最大值。可见电枢反应的直轴分量时而增磁时而去磁,使气隙每极的合成磁通发生变化,但对总的平均磁通改变不明显。通过静态磁场的计算,证明了电枢反应对气隙磁通密度和电磁转矩的影响较小,在工程计算允许误差范围以内,可忽略不计。交轴电枢磁动势对主磁场的作用是使气隙磁场波形畸变。对于径向激磁方式,由于稀土永磁体本身的磁阻很大,故交轴电枢磁动势引起气隙磁场畸变较小,通常可不考虑。即使交轴电枢反应存在,只要磁路不饱和,交轴电枢反应使磁场波形的畸变不影响总磁通的平均值。

参考文献[6]用磁动势矢量合成法和磁动势积分法对电动自行车用三相六状态2极6槽外转子无刷直流电动机的气隙磁场及电枢反应进行了定性分析,还用电磁场的有限元分析方法对其进行定量分析,在计算中计及了电机电枢的齿槽影响。表8-1为一个状态角范围内三个典型位置下的气隙空载磁通密度和负载磁通密度计算结果,比较了空载磁通密度和负载磁通密度的差值。(www.daowen.com)

由表8-1可以看出,该无刷直流电动机因每极每相槽数较少(q=1),使得电机齿槽对气隙磁通密度有较大的影响,样机的计算结果表明,即便是在空载时,三个位置气隙平均磁通密度的最大值与最小值也相差5%,b位置的磁通密度有所降低。负载气隙磁通密度与空载气隙磁通密度相比,a位置的去磁作用要强于c位置的助磁作用,这是由于电机的饱和所引起。总平均来说,负载气隙磁通密度与空载气隙磁通密度相比只降低2.6%。可见,在电机的一个状态角范围内,电枢反应由去磁变为助磁,就平均效应来看,电枢反应对电机气隙磁场只有微弱的去磁作用,这一作用在工程上可以忽略不计。

表8-1 三个典型位置的空载磁通密度及负载磁通密度平均值(T)

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