收缩
  • 电话咨询

  • 0769-26266341
  • 0769-22287019
365体育在线,售后服务 东莞电机,产品资质

联系我们

28365365体育在线

电  话:0769-26266341
电  话:0769-22287019

传  真:0769-28057097
邮  编:523000

地  址:东莞市万江区共联社区一号

行业动态

传统单定子单转子环球电机具有更高的转矩密度

仍以双层表贴式转子结构为例,比较三相双定子电机与五相双定子电机的电磁性能,两种电机结构主要尺寸相等,电密相等,极对数及极弧系数相同,都采用分数槽集中绕组,但三相双定子东莞电机采用24s结构。三相双定子永磁同步电机横截面示意图如图1所示。

 

图1:三相双定子永磁同步电机结构图

三相双定子永磁同步电机结构图

由于两种电机结构极对数及极弧系数都相等,为使电机齿部径向磁密相近,则二者齿宽应相等。而三相双定子电机有24个齿,所以三相电机内外定子槽面积较五相电机都将减小,在相同的导线截面积及槽满下,三相双定子电机每槽导体数减小。三相双定子电机及五相双定子电机空载反电势波形如图2所示:

 

图2:两种电机结构不同连接方式下的空载反电势波形

两种电机结构不同连接方式下的空载反电势波形

三相双定子电机每相空载反电势的幅值更大,这是由于二者在相同的导线截面积和槽满率下,三相双定子电机具有更多的每相串联匝数导致。内外定子绕组无论是串联还是并联,三相双定子环球电机的电压畸变率更小,因此在相同的控制方法下,三相双定子电机的控制精度更高。

 

图3:两种电机结构的齿槽转矩比较

两种电机结构的齿槽转矩比较

五相双定子电机的平均电磁转矩较三相双定子电机的大,而且五相双定子电机的转矩波动更小。因为两种电机结构体积相同,所以五相双定子电机的转矩密度更大,换而言之,在相同的体积、电流激励、气隙磁密的前提下,五相双定子电机具有更优的转矩性能。为对比三相双定子环球电机和五相双定子电机的容错性能,接下来对三相双定子电机在发生开路故障时的转矩性能做出分析。三相电机在发生一相开路故障并采取合理的补救措施后也仍然可以继续运行。

 

图4:三相双定子电机A相发生开路故障前后转矩变化

三相双定子电机A相发生开路故障前后转矩变化

但是三相电机最多允许一相绕组发生开路故障,且虽然在发生一相开路故障时采取补救措施可以使电机继续运行,但将不能再启动,因此与五相电机相比,五相东莞电机的容错性能更好。通过对五相双定子电机在不同开路故障情况下的转矩特性分析得出,在少数相发生开路故障时,只要合理采取补救措施,电机就可以在不停机的情况下继续平稳运行,这意味着五相双定子电机具有很好的容错性能。通过对比双层表贴式串联磁路结构和支架式转子结构电机的容错性能和电磁转矩性能,得到支架式转子结构的容错性能和表贴式转子结构基本相同而支架式转子结构略占优势,在不同裂比下,支架式转子结构的转矩密度较表贴式大。

 

在不同裂比及轴径下,对比分析了表贴式五相单定子和五相双定子电机的转矩性能,得出当电机轴径较大时,由于电机内部空间有限,使得双定子电机内定子的设计受到限制,导致在单定子取较小裂比时的电磁转矩大于双定子电机,但是在相同的裂比下,五相双定子电机的电磁转矩都大于五相单定子电机。在轴径较小时,由于双定子电机内定子的尺寸设计不再受到限制,使得双定子电机可以充分利用电机内部空间,不仅突出了双定子电机高空间利用率的优点,而且在任一裂比下双定子电机的电磁转矩都大于单定子电机,体现了双定子电机高转矩密度的优势。

 

三相双定子环球电机采用22p24s结构,由于齿数的增加,使得在与五相双定子电机相同的体积下槽面积减小,因此在相同的每极磁通和每相电流下,五相双定子电机的电磁转矩更大。由于五相双定子电机较三相双定子电机有更多的控制自由度而使五相双定子电机具有更强容错能力。同步电机空载反电势的理想波形为正弦波,而本文拟生产采用的双层表贴式串联磁路转子结构使五相DSPMSM的空载反电势趋于平顶波,因此,为增加电机的控制精度,本章对双层表贴式串联磁路转子结构电机的空载反电势做出优化,减小电压畸变率。空载反电势中主要谐波次数为3次,5次,7次,其中3次谐波占的比例较大。内外定子空载反电势中5次谐波幅值基本相等,串联后5次谐波幅值减小到约等于零,说明内外定子绕组中5次谐波的相位相反,串联后相互抵消。