新型6/8变极起动永磁同步电动机绕组切换动态过程的研究

基于一种新型6/8变极起动永磁同步电动机,对其6、8极绕组切换过程及不同切换时机对电机的影响进行研究分析。建立双极数动态仿真模型,分别对不同转速、转动惯量、负载转矩、转子电阻、切换时8极绕组感应电动势和外加电源相位差等情况下6、8极切换过程动态行为进行分析,研究不同状态切换时对冲击电流、转速波动、冲击转矩及牵入同步的影响;建立二维瞬态有限元模型,对8极绕组感应电动势和外加电源电压差相同、转速不同以及电压差不同、转速相同切换时永磁体的退磁规律进行研究。结果表明,切换时的转速和相位差对切换后电机影响较大,尤其是切换时的相位差,在一定范围内,相位差越大,转速波动、冲击电流和冲击转矩越大,永磁体退磁越严重。

新型变极起动永磁同步电动机的参数计算及转矩分析

异步起动永磁同步电动机因其有较高的效率、功率因数和转矩密度而在高效节能场合的应用日益广泛,但由于其结构特点,在起动过程中定转子极数相同,会存在较大的发电制动转矩和脉动转矩,使得在起动过程中的最小转矩变小,严重影响电机的起动能力。该文基于一种新型6/8变极起动永磁同步电动机,实现起动时定子绕组6极、转子永磁体8极,以有效地削弱发电制动转矩和脉动转矩,提高起动能力;待一定时刻,定子绕组切换成8极完成牵入同步稳定运行。分别对该变极起动电机6极状态和8极状态下的电抗参数、磁场、转矩进行了分析及计算,得到6极起动情况下的各转矩分量-转速曲线,并与常规8极异步起动永磁同步电动机进行比较。结果表明,对于该变极起动电机6极起动过程中发电制动转矩和脉动转矩得到了有效地抑制,显著提高电机起动能力。最后,通过二维有限元模型仿真,以及对样机发电制动转矩的测量和空载起动实验,有效地验证了其正确性。