资源描述：
《永磁无刷力矩电动机峰值转矩能力的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、永磁无刷力矩电动机峰值转矩能力的研究 设计分析 孙立志 王 强 陆永平(哈尔滨工业大学 哈尔滨150001)StudyonPeakTorqueCapabilityofPermanentMagnetBrushlessTorqueMotorSunLizhi WangQiang LuYongping(HarbinInstituteofTechnology,Harbin150001)摘 要】 在考虑了永磁无刷力矩电动机峰值极限 【转矩主要制约因素的基础上,分别讨论了正弦波及方波驱动方式下的力矩电动机峰值极限电流及转矩
2、,并针对正弦波驱动方式下的该类电机分析了影响峰值转矩能力的主要因素,文中还进行了数值计算并加以实验验证。【关键词】 永磁无刷力矩电动机 峰值转矩能力【Abstract】 Thispaperconsidersthemajorcon-straintstothcpeaktorquecapabilityofpermanentmagnetbrushlesstorquemotor(PMBLTM),discussespeakcur-rentlimitandpeaktorquelimitofsineandsquarewavePM
3、BLTMwaveonerespectively,andanalyzestheinflu-———————————————————————————————————————————————为相应的连续堵转转矩,而永磁无刷力矩电动机在提供瞬时峰值转矩时,过载时间极短,电机中的温升不会过高,而由电枢磁场过强所造成的磁钢不可逆去磁效应则成为限制峰值转矩进一步增大的主要因素。本文在首先考虑磁钢去磁约束的基础上,推导了线性及饱和情况下永磁无刷力矩电动机瞬时极限电流及转矩表达式,并讨论了气隙高度、磁钢厚度等因素对峰值极限转矩的影响
4、,并且利用有限允方法进行了数值计算并对其加以实验验证。enceofsomefactorsonthepeaktorquecapabilityofPM-BLTM.Numcricalcalculationandexperimentsaremadeaccordingtoasamplemotor.【Keywords】 permanentmagnetbrushlesstorquemotor peaktorquecapability2电枢反应磁场极限场强所示。当反向去磁NdFeB磁钢去磁曲线如图1磁势增大到一定程度,使得磁钢中
5、磁密反向超过BD时,永久磁钢就会产生不可逆失磁现象。1前 言在一些控制系统中,常常需要所使用的力矩电动机产生瞬时峰值转矩,从而以较大的加速度来驱动负载,由于使用NdFeB表面磁钢的无刷力矩电动机具有高转矩惯量比、高过载能力[1],所以非常适合此种运行状态。一般来讲,当不考虑驱动器容量限制,仅就电———————————————————————————————————————————————动机本体而言时,限制永磁电机电流增长的主要因素为绕组和磁钢的温升极限,以及由于电枢反应磁场过强引起的磁钢不可逆去磁效应。只有在电
6、机的负载因数较大时,温升约束才成为最终极限电枢电流的制约因素,而且对内转子永磁电机而言主要是绕组温升的限制,对外转子永磁电机磁钢温升也要考虑。由温升极限确定的极限电流接近于稳定温升达到温升极限时的连续堵转电流,电磁转矩极限也本文1996年4月22日收到图1 NdFeB磁钢去磁曲线考虑表面磁钢结构,磁钢跨距如2T电角度的情况,如图2所示。图2 永磁电机截面示意图对于正弦波驱动的永磁无刷力矩电动机,由于采用了磁场定向控制技术,电机中只存在交轴电枢反应,因而磁钢前半极下的磁场将有所增强,而在后半极下,电枢反应磁场恰与永
7、磁磁场方向相反,1997年第1永磁磁场将有所削弱。当电枢反应增强到一定程度之后,磁钢后半极中的磁密将有可能降低到BD以下,此时磁钢后端将首先产生失磁现象,随着电枢反应的进一步增强,失磁区域将进一步扩大。对于方波驱动的永磁无刷力矩电动机,电枢磁势波在空间的运动不同于正弦波方式的匀速前进,而是跳跃式的。这样,在每一个换流状态中,定、转子磁场之间都具有相对移动,它们之间的电角度在90°处上下波动,其波动幅度与换流方式有关。例如对于三相星形桥式驱动的永磁无刷力矩电动机,在每相导通120°,同时有两相导通的方式下,————
8、———————————————————————————————————————————电机中存在六种磁状态,此时定、转子磁势之间的电角度保持在60°～120°之间,因而方波电机面临更大的失磁危险。永磁磁钢中的磁感应强度Bm满足式(1):Bm=_0(H+Mm+M0)p-电机极对数;R-转子铁芯外径(内转子电机);L-电枢铁芯的计算长度。由于使用NdFeB磁钢的永磁无刷电动机
