[发明专利]一种增加电感量的高速永磁同步电机的电磁设计方法

说明书

本发明涉及一种增加电感量的高速永磁同步电机的电磁设计方法，步骤包括：计算高速永磁同步电机的电枢反应电感；计算定子电流；计算定子电流波形畸变率；求解出需要增加的高速永磁同步电机电感量；确定需要使用的磁性槽楔材料。本发明可以增加高速永磁同步电机对定子高频谐波电流的抑制能力。

技术领域

本发明涉及一种增加电感量的高速永磁同步电机的电磁设计方法。

背景技术

高速永磁同步电机的转子处于高速旋转状态，转子永磁体的高转速和较高的导电率使得永磁体涡流损耗成为高速电机的主要损耗之一。为此，有必要在电机设计阶段减小永磁体的涡流损耗。对于变频器供电的永磁同步电机来说，定子的高频谐波电流是产生永磁体涡流损耗的主要原因。高速电机的设计中电机匝数通常较少，导致高速电机电感小。小电感不利于滤除定子的高频谐波电流，通常通过串联电抗器来抑制高速电机的定子高频谐波电流。然而这样无疑增加了电机的成本和体积。

基于上述原因，本发明提出一种增加电感量的高速永磁同步电机的电磁设计方法，该设计方法可以从设计环节增加高速永磁同步电机的电感，同时又不增加高速永磁同步电机的体积。对于高速永磁同步电机设计有着极高的工程价值和切实的工程意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种增加高速永磁同步电机电感的电磁设计方案，增加高速永磁同步电机对定子高频谐波电流的抑制能力。技术方案如下：

一种增加电感量的高速永磁同步电机的电磁设计方法，所述的高速永磁同步电机包括被护套保护的转子永磁体和设有定子槽的定子铁心，相邻定子槽形成定子齿，定子齿上绕制有定子绕组，定子绕组通过磁性槽楔固定在定子槽内，其特征在于，该电磁设计方法的步骤为：

(1)计算高速永磁同步电机的电枢反应电感：

其中，L_m为电机电枢反应电感，μ₀为真空磁导率，N为绕组匝数，k_y1为绕组短距系数，k_q1为绕组分布系数，l_ef为电机轴向长度；

(2)设需要增加高速永磁同步电机的电感为L_s，计算定子电流：

其中，U_k为变频器供电电压k次谐波，f_k为k次谐波频率，k＝1,2,3...；

(3)计算定子电流波形畸变率：

(4)根据步骤(3)计算的电流波形畸变率，求解出需要增加的高速永磁同步电机电感量L_s；

(5)确定需要使用的磁性槽楔材料：

若L_s3L_m，则选用铁粉粒度400的磁性槽楔材料；

若2L_mL_s3L_m，则选用铁粉粒度300的磁性槽楔材料；

若L_mL_s2L_m，则选用铁粉粒度200的磁性槽楔材料；

若L_sL_m，则选用铁粉粒度100的磁性槽楔材料。

本发明应用于增加高速永磁电机的电磁设计，具有以下优势：

1、增加了高速永磁同步电机的电感，从而降低了高速永磁同步电机定子的高频谐波电流，降低转子的损耗。

2、不明显增加电机成本。

附图说明