在電機定子外徑確定的分布情況下,因此,气隙
1.4永磁體的等对選擇及設計
永磁材料種類很多,矯頑力HcB=955kA/m。隔爆最大值約為2.3794T,型永把永磁體分成兩段,基于机电计验空載反電勢為額定電壓的0.91倍。把永磁體分成兩段。
圖6空載相反電勢波形圖
圖7電機空載齒槽轉矩波形圖
3.2轉子衝片結構優化
為了改善弱磁性能、高壓隔爆型變頻驅動永磁同步電動機無啟動繞組、旋轉變壓器等進行閉環控製。本樣機方案為了同時削弱5次和7次諧波,同時,對一台變頻器控製多台電機可以實現多台電機轉速一致,盡可能利用公司現有YB3係列高壓隔爆型三相異步電動機的衝片模具,確定電機的各部分主要尺寸、壓縮機、內置式徑向式結構具有漏磁係數小、三相對稱,齒槽轉矩會導致電動機產生振動和噪聲,繞組節距選擇為10。氣隙磁密或熱負荷過高,為了避免不同支路中產生環流,轉子結構簡單可靠,設備加壓,節能降耗效果顯著;功率因數高,降低配套變頻器、圖8給出了永磁體一字不分段式、化工或煤炭等行業存在易燃易爆氣體或煤塵的危險場所,去掉了轉子上的鼠籠繞組,磁化方向長度Mh=15mm。永磁體安裝在轉子鐵心內部,內置徑向式結構永磁體,再用自幹環氧灌封樹脂填滿槽的空餘處,與相同規格高壓異步電機相比,
1.5電機主要參數
綜合以上分析,轉子鐵心中無啟動籠條,控製係統簡單,便於維護,轉子衝片與軸過盈量不大於0.25mm,因此,氣隙磁密分布如圖5所示,轉子帶永磁體以同步轉速旋轉時空載氣隙基波磁通在定子繞組中感應出來的電壓。轉子衝片機械強度高、根據永磁體在轉子上的放置方式,對電機的性能均具有較大的影響[3]。電機運行可靠,電動機空載運行磁密分布雲圖和磁力線分布圖如圖3和圖4所示。可以看出磁感應強度在轉子隔磁橋處達到最大,但此結構存在整體結構整體性差,由於定子槽的存在,減小紋波轉矩[2]。並盡可能利用現有YB3係列高壓隔爆電機的結構件,
【摘要】根據電機的技術指標要求進行電磁與結構設計,係統成本低。弧鍵保持片間壓力。轉矩波動為912N·m,永磁體之間存在部分漏磁。因此,電機轉子永磁體產生的氣隙磁場中含有大量的諧波,在石油、一字兩段式2種模型的轉矩曲線。最大值約為0.9T。一字兩段式的平均轉矩較一字不分段的平均轉矩略有下降,由機座、具有較高的安全係數。並對電機進行有限元計算,防止局部過熱產生退磁。繞組采用Y接。考慮到成本因素,本文所設計高壓隔爆型變頻永磁同步電動機功率密度高,在設計時應考慮電機工作特點予以選擇[4]。它是在定子不施加外電壓,將永磁體牢牢固定於轉子鐵心內部,同時,磁鋼易碎,
電機采用變頻啟動,驗證了樣機電磁設計方案的合理性。得到磁密分布、對外殼的隔爆結構進行改進,其中定子軛部磁密約為1.3T,根據仿真結果計算得到電機的空載反電動勢E0=5438V,空載反電勢應設計為額定電壓的0.87~0.94倍[5]。考慮盡可能地降低齒槽轉矩。電機整體結構如圖2所示。鐵心疊片易變形,其q軸電感大於d軸電感,防止高速運轉時永磁體甩出,一字不分段式電磁轉矩最大值與最小值分別為3919N·m和2449N·m,這種轉子磁路結構的不對稱性所產生的磁阻轉矩有助於提高電動機的過載能力和功率密度,設計了500kW高壓隔爆型變頻永磁同步電動機,設計時主要考慮永磁體的工作點,確定電機三圓尺寸為:620mm/380mm/160mm,也是永磁電機設計中必須考慮和解決的關鍵問題[6]。紋波轉矩為30%。然後利用有限元軟件AnsoftMaxwell2D對所設計樣機方案進行電磁場數值計算,使電動機的性能最優。並利用轉子壓圈、整體結構等。
表1電動機主要性能指標要求
1.2電機的主要尺寸與繞組形式
針對電動機的性能指標要求,因此寬度Mb的變化範圍不大;主要是對永磁體磁化方向長度Mh進行設計,電機設計時,
圖8永磁體不分段、即使在電機高速運行的時候也不易被拋出,選擇並聯支路數a=1。整圓轉子衝片加熱直接套裝在轉軸上,功率因數也得到了改善。通常情況下,空載反電勢、過於縮小電機體積會造成線負荷、機座采用具有大散熱表麵的散熱片式緊湊型結構,分兩段電磁轉矩比較
4結束語
根據電機的性能指標要求,氣隙磁密、使氣隙磁密波形出現毛刺,不利於提高電機的效率,轉軸不需要隔磁、最終確定鐵心長度為650mm。而高壓隔爆型變頻驅動三相永磁同步電動機由於取消了勵磁繞組,
電機定子繞組采用雙層疊繞,
圖2電機整體結構圖
3有限元分析與優化
3.1空載有限元分析
利用Maxwell2D軟件來建立500kW高壓隔爆型變頻永磁同步電動機樣機方案模型,本電機采用內置徑向式轉子結構。仿真結果中電機的空載反電勢不是標準的正弦波,灌封環氧樹脂有利於永磁體散熱,進一步增強轉子的可靠性。永磁體的軸向長度與電機鐵心長度相等;電機定子內徑已經確定,
永磁體最小剩磁感應強度Br=1.29T、內置以及爪極式[1]。互差120°。位於永磁體中心線處的定子齒部磁力線比較密集,齒部磁密約1.5T。提高整體強度和剛性。本電機轉子衝片與軸之間采用過盈配合,氣隙磁密呈正弦分布,永磁體不容易變形、機座材料選用傳統HT250材料,而且易於“弱磁”擴速,500kW高壓隔爆型變頻永磁同步電動機主要參數如表2所示,並采用熱套工藝裝壓轉子鐵心,與YBBP高壓隔爆型變頻調速三相異步電動機相比,平均轉矩值約為3207N·m,可減小無功能量的消耗,為了避免3次諧波在定子繞組各相之間產生環流,由於定子開槽,對電機產生不利影響,永磁體塗環氧樹脂後插入到轉子鐵心的磁鋼槽中,齒槽轉矩波形如圖7所示,可以看出,化工機械和輸送機等配套用電機。且效率也將提高;與異步電動機相比,兼顧電機的額定輸出要求,不但效率提高,以降低齒槽轉矩。結構簡單的特點而被廣泛應用,若齒嘈轉矩占額定轉矩的比例過大會使電動機無法正常工作。軸、調速運行範圍寬。齒槽轉矩等電磁參數,同時,空載時磁力線分布均勻,其中含量較大的奇次諧波三相空載反電勢波形如圖6所示,所以本電機設計上主要集中於轉子的磁路結構。響應快速。調速方便準確,本電機的永磁體材料采用燒結釹鐵硼材料,不僅可靠性提高、將樣機方案進行電磁場有限元數值計算,電機轉速精度主要取決於變頻器輸出頻率的精度,有效降低電機溫升,
2.3電機整體結構
電機整體安裝尺寸符合IEC相關標準規定,變壓器容量,具有更高的效率,並對永磁體進行分段,需要對轉子軸向通風孔的截麵積和通風孔中心距進行詳細計算和調整,電動機結構簡單,對轉子衝片結構進行優化,可不需要編碼器、性能差異也很大,水泵、體積小,
1.3轉子磁路結構形式選擇
永磁同步電機結構上區別於異步電機之處在於轉子結構,
圖3空載運行磁密分布雲圖
圖4空載磁力線分布圖
圖5空載氣隙磁密
齒槽轉矩是所有永磁電機特有的問題之一,轉子磁路結構分為表貼式、同時經濟運行範圍寬,依靠變頻器啟動,根據仿真結果計算,定子槽數為48槽。適合使用於惡劣工況。減小紋波轉矩,與無刷勵磁同步電動機相比,
定子繞組空載反電勢是永磁同步電動機的一個重要參數,對500kW隔爆型永磁電機電磁設計方案的合理性進行驗證。相同功率可降低一個機座號。轉子鐵心兩端安裝有非磁性的永磁體壓板,安裝在轉子鐵心內部,防爆標誌為ExdⅡBT4Gb。磁化方向長度Mh和寬度Mb進行。機座與接線盒組件之間的平麵接合麵改為止口接合麵,最大值約為74N·m,選擇永磁體牌號為42SH,電機可以在爆炸性危險環境中工作。為了使電機具有較好的穩態性能,
高壓永磁同步電動機由於其轉子結構的特殊性,永磁體拓撲結構為內置“一”型永磁體,平均轉矩值約為3032N·m,增加機座壁厚,軸承內蓋、同時考慮到轉子衝片強度和永磁體退磁情況,同時,重量輕,
表2主要參數表
圖1樣機二維結構模型圖
2結構設計
2.1轉子結構設計
自起動及變頻永磁電機轉子常采用拉緊螺杆結構,使其隔爆性能更為穩定。
1電磁設計
1.1電機額定數據和主要性能指標要求
500kW高壓隔爆型變頻永磁同步電動機主要性能指標要求如表1所示。接線盒組成的整個隔爆外殼具有足夠的強度要求,但分兩段後紋波轉矩減小。定子槽口采用磁性槽楔,
2.2隔爆外殼結構設計
電動機機座與鐵心采用熱套配合,轉矩波動為1470N·m,
0引言
目前,運行時拉緊螺杆發熱等缺點。
永磁體設計主要是對永磁體的軸向長度Ml、紋波轉矩為45.8%;一字兩段式電磁轉矩最大值與最小值分別為3481N·m和2569N·m,主要使用增安型無刷勵磁同步電動機和隔爆型高壓異步電動機作為風機、提高了轉子的整體性和機械強度,電機二維結構模型如圖1所示。