2。1。1 总体结构
调速永磁同步电动机的主要是定子铁心、定子绕组、转子和机座等四大部分组成的。定子部分与一般的电励磁同步电动机的定子相同,铁心通常采用带有齿和槽的0。5mm厚的硅钢冲片相叠制而成,在槽中嵌入三相对称的交流绕组,当交流电流经过交流绕组时,气隙中将会产生同步的旋转磁场。气隙长度也是个非常关键的尺寸,影响着电动机的交、直轴的电抗,进而直接关系到电动机的性能指标。而绕组通常采用铜线,用Y形接法来减小电动机的杂散损耗问题。转子部分则是采用的永磁体作为励磁结构。永磁同步电机的主要区别就在于其转子的特别的结构与其它电机形成了巨大的差别。机座部分则需要具有足够的机械强度和刚劲程度来支撑住压套在里的定子铁心和稳固住电机的端盖部分,同样承受住加工运输以及运行过程中的各种用力。整体结构如图2。1所示:
图2。1 调速永磁同步电动机结构示意图
2。1。2定子结构
定子铁芯是主磁路里的一部分,一般是将0。5mm左右厚的硅钢片相叠着装在一起的,目的是要减轻定子铁芯里的铁的损耗,当定子铁心的外径超过1mm时,则用扇子形状的硅钢片来拼接,让它成为一个整圆。在叠装时,把每层都按缝错开,以此来减少铁芯的涡流损耗。定子铁芯的内圆里有半闭口的槽,槽内缠有定子绕组。定子槽形通常都做成开口槽,以便于嵌线。定子槽形可分为梨形槽和梯形槽,如图2。2所示。梨形槽以槽面积利用率较高,同时具有较长的可冲模寿命和较小弯曲程度的槽绝缘,又不易损坏的优点得到了广泛的应用。所以在本次设计中采用梨形槽。定子绕组是由多股铜线绕制成的线圈接连而成的,再利用槽契来固定住,其接法分为三角型接法和Y型接法,对于调速永磁同步电动机而言,电枢绕组通常用双层短距绕组,并且采用Y型即星型接法来减少电动机的杂散损耗。
图2。2 永磁同步电动机的定子槽形
2。1。3转子结构
转子结构可根据转子有无启动笼分为实心永磁转子和鼠笼型永磁转子。鼠笼型永磁转子上有加装笼型绕组,接通电源旋转磁场一建立,就会在笼型绕组感生电流,转子就会像交流异步电动机一样起动旋转,这就是异步起动永磁同步电动机,是近些年开始普及的节能电机。实心永磁转子中的铁心是将整块钢加工出来的,而且是没有启动绕组的,它产生起动转矩方式是由旋转的磁场在转子铁心中感受到的涡流决定的。这种永磁同步电动机不能直接通三相交流的起动,因转子惯量大,磁场旋转太快,静止的转子根本无法跟随磁场旋转。这种永磁同步电动机多用在变频调速场合,启动时变频器输出频率从0开始上升到工作频率,电机则跟随变频器输出频率同步旋转,是一种很好的变频调速电动机。文献综述
永磁同步电动机的结构形式一般是指转子磁路结构,不同的转子磁路会导致电动机的控制方法、制造工序、运行性能以及其所能使用的场合的不同,永磁同步电机的转子结构对转子冲片的整体性和简易性有要求,并能尽量地提升永磁体的利用率。
根据永磁体在转子上所处的位置不同,可将永磁同步电动机的转子磁路结构分为三种,即表面式、内置式和爪极式。
(1)表面式转子结构:
永磁同步电动机中,永磁体在转子铁心的外表面上,一般呈瓦片的形状,它的主要特点是具有相同的直、交轴的主电感。表面式的转子磁路结构中又可分为贴装式和嵌入式两种,如图2。3所示:
<1>表面贴装式转子结构因其结构简单、制作成本低、转动惯量较小等优点被较多地运用在矩形波永磁同步电动机和恒功率运行且调速范围不宽的正弦波永磁同步电动机中。在表面贴装式的转子结构中, 容易通过对永磁磁极优化设计使气隙磁密波形趋近于正弦波来提升电动机甚至是整套的传动系统的功能。