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各参数对永磁同步电动机动态效率的影晌

2018-08-03 09:47:03 阅读()

  一、外加电压的影响
  图2 - 15给出了永磁同步电动机在周期性负载下不同的外加电压对电动机动态效率的影响。
  电源、电压越高,则电动机转速在周期性负载下的波动就会越小,笼型绕组中电流亦越小,此时永磁同步电动机的稳定性越好。从效率曲线看,电压的下降会导致周期性负载下电动机运行效率降低。
  二、周期性负载变化幅值的影响
  负载变化幅值对于电动机动态效率的影响的仿真曲线如图2 -16所示。很明显,周期性负载变化范围越大,电动机转速离开同步转速的振荡越大,此时笼型绕组中的电流也越大;负载变化范围越小,电动机的动态效率也相应越高。
  三、永磁体磁链的影响
  永磁体磁链是影响永磁同步电动机动态性能的一个重要因素。永磁体的存在使得电动机在异步运行时的动态过程变得复杂。永磁体磁链对动态效率的影响如图2 - 17所示。
  由图2 -17中的曲线可知:在负载呈周期性变化时,如果永磁体磁链较大,则电动机同步转矩较大,电动机转速变化和笼型绕组中的电流较小,此时电动机动态效率较高。但过度增大永磁体的磁链反而会引起电动机效率的降低,即在其他因素一定时,对于周期性变化负载,永磁体磁链存在一个使此时电动机动态效率最高的最佳值。
  四、转动惯量的影响
  转动惯量对动态效率的影响如图2 - 18所示,由图可见,转动惯量较大时,永磁同步电动机在周期性负载下转速振荡及笼型绕组中电流都较小,适当增大电动机转动惯量J对提高电动机的动态稳定性是有利的,但J增大过多反而会使电动机不稳定运行。由效率曲线看,增大转动惯量可以提高周期性负载下永磁同步电动机的动态效率。
  五、定子电阻的影响
  定子电阻是永磁同步电动机在周期性负载下对电动机动态效率影响较大的一个参数,如图2 -19所示。定子电阻越大,周期性负载下永磁同步电动机转速振荡及笼型绕组中电流就越大,反之亦然。定子电阻下降时,负载变化引起的过渡过程的剧烈程度下降,过渡过程趋短。降低定子电阻值有利于提高电动机的机电稳定性,也可以降低此时电动机的附加损耗,提高周期性负载下电动机的动态运行效率。
  六、直、交轴电枢反应电惑之比的影响
  图2 - 20给出了不同的直、交轴电枢反应电感之比下永磁同步电动机在周期性负载下动态效率的变化曲线,即直、交轴电枢反应电感之比对动态效率的影响。
  由图2 - 20中的曲线可知, Lmd一定时,Lmq存在一个最佳值Lmq(opt),使得此时电动机笼型绕组中损耗最小,电动机的动态运行效率最高。类似地,Lmq一定时,也有一个Lmd的最佳值Lmd(opt)存在。Lmd(opt)和Lmq(opt)的值同时还受到其他各种参数的影响,但两者对效率影响不大。
  七、笼型绕纽电阻的影响
  (一)直轴笼型绕组电阻的影响
  图2 - 21给出了不同直轴笼型绕组电阻时永磁同步电动机在周期性负载下的动态效率变化曲线,即直轴笼型绕组电阻对动态效率的影响。
  由图2 - 21可知, R2d增大时,在周期性负载下运行的永磁同步电动机效率将会下降。
  (二)交轴笼型绕组电阻的影响
  图2 - 22给出了不同交轴笼型绕组电阻时永磁同步电动机在周期性负载下的动态效率的变化曲线,即交轴笼型绕组电阻对动态效率的影响。
  由图2 - 22可知, R2q对周期性负载下的永磁同步电动机的动态运行效率的影响要比R2d大。存在一个R2q的最佳值R2q(opt)。,使电动机动态运行效率最高。
  对永磁同步电动机在负载呈周期性变化时动态特性及动态效率的研究,揭示了电动机的各个参数和外部条件对电动机在这种负载情况下的动态特性及效率有着不同程度的影响。对此时电动机动态效率影响较为明显的参数有永磁体磁链、定子电阻、交轴笼型绕组电阻等。某一参数对周期性负载下动态效率的影响在其他参数不同时有所不同。对电动机参数在取动态效率为目标函数情况下进行优化,可综合考虑各参数和外部条件对动态效率的影响,以取得最优的参数取值。选取合适的参数值对于提高永磁同步电动机在周期性负载下的动态稳定性及动态效率有着重要意义。上述研究为设计在周期性负载下运行的高节能永磁同步电动机提供了理论依据。
 

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