【摘要】：異步起動永磁同步電動機(jī)不僅運(yùn)行范圍寬、經(jīng)濟(jì)可靠,而且還有功率因數(shù)高、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn),因此被廣泛研究并得到了較為迅速的發(fā)展,但由于其在起動過程中存在對電機(jī)起動不利的發(fā)電制動轉(zhuǎn)矩和脈動轉(zhuǎn)矩,導(dǎo)致電機(jī)的起動能力較差。本文中研究的新型6/8變極異步起動永磁同步電動機(jī),在起動時(shí)定子繞組運(yùn)行在6極狀態(tài),到達(dá)一定轉(zhuǎn)速后切換到8極繞組穩(wěn)定運(yùn)行,有效削弱了電機(jī)起動過程中的發(fā)電制動轉(zhuǎn)矩和脈動轉(zhuǎn)矩,使電機(jī)的起動能力有了較為明顯的改善。針對該采用新型6/8變極繞組的變極式異步起動永磁同步電動機(jī),本文主要按下述部分對其進(jìn)行了研究:首先,從電機(jī)的結(jié)構(gòu)入手,分析了永磁同步電動機(jī)的變極起動原理,介紹了新型6/8變極繞組的結(jié)構(gòu),以及電機(jī)的主要參數(shù);對該新型變極繞組與傳統(tǒng)變極繞組進(jìn)行比較,通過對比發(fā)現(xiàn)相比傳統(tǒng)變極繞組,該6/8變極繞組在控制繞組切換更為簡單方便。其次,分析了 6/8變極異步起動永磁同步電動機(jī)和傳統(tǒng)8極異步起動永磁同步電動機(jī)起動過程中的磁場和轉(zhuǎn)矩,對兩電機(jī)在起動過程中的發(fā)電制動轉(zhuǎn)矩、脈動轉(zhuǎn)矩及堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行有限元仿真研究,通過對比分析,驗(yàn)證了 6/8變極異步起動永磁同步電機(jī)的優(yōu)越性。然后,對6/8變極異步起動永磁同步電動機(jī)的繞組切換過程進(jìn)行了研究。電機(jī)以6極繞組起動,但穩(wěn)定運(yùn)行是在8極狀態(tài),存在6極繞組從供電電源斷開、給8極繞組通電的繞組切換過程。在進(jìn)行繞組切換時(shí),不同的繞組切換狀態(tài),包括切換轉(zhuǎn)速、8極繞組的感應(yīng)電動勢與外加電壓的電壓差、負(fù)載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量,會對切換后的轉(zhuǎn)速波動、轉(zhuǎn)矩波動、沖擊電流、牽入同步以及永磁體退磁及產(chǎn)生一定的影響。采用MATLAB/Simulink動態(tài)仿真模型和有限元法兩種方法,對繞組切換時(shí)的動態(tài)行為進(jìn)行研究,找出合適的切換時(shí)機(jī)。最后,6/8變極異步起動永磁同步電動機(jī)在完成繞組切換后,存在牽入同步的過程。基于變極起動方式有效改善了電機(jī)起動能力,采取減小轉(zhuǎn)子電阻的方法提高電機(jī)的牽入同步能力,然后通過對比減小轉(zhuǎn)子電阻前與減小轉(zhuǎn)子電阻后,電機(jī)能順利完成牽入同步的臨界轉(zhuǎn)動慣量,證明電機(jī)的牽入同步能力得到了明顯提升。
【圖文】：

山東大學(xué)碩士學(xué)位論文逡逑２章變極異步起動永磁同步電動機(jī)工作原理及起動過程分１變極異步起動永磁同步電動機(jī)逡逑１．１電sE構(gòu)逡逑與普通異步起動永磁同步電動機(jī)相似，變極異步起動永磁同步電動機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子上的永磁體等組成，定轉(zhuǎn)子之間存在空氣隙。電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如１所示。逡逑

效削弱了電機(jī)起動過程中的發(fā)電制動轉(zhuǎn)矩和脈動轉(zhuǎn)矩，大幅提升了永磁同步電動逡逑機(jī)的起動能力。本文基于一臺６／８變極異步起動永磁同步電動機(jī)進(jìn)行研究，其變逡逑極繞組結(jié)構(gòu)如圖２－２所示，該新型６／８變極繞組與常規(guī)變極繞組的出線端結(jié)構(gòu)示逡逑意圖如圖２－３所示。逡逑（１0）邐（４）逡逑ｕ２邋邐邐邐邐逡逑（７）逡逑邐邐逡逑（２｝逡逑邐邐．邋ｙｉ逡逑２Ｐ＝８邐（ＩＤ邐（５）邐２ｐ＝６逡逑３Ｙ＋Ｙ邋Ｖ２邋邐邐邐ｒ＇ｒ＾邐邐邋Ｖ，邋３Ｙ逡逑（８）逡逑邐ｎｎｎｎ邐0邐Ｗｌ逡逑（１２）邐（６）逡逑ｗ２邋邐邐ｒ＾ｎｎｒ＼邐ｒｗＶ＞邐逡逑（９）逡逑邐ｒｗｖ＾邐逡逑圖２－２新型６／８變極繞組結(jié)構(gòu)圖逡逑—邋．邋一邋４逡逑三相＿邋常規(guī)邐Ｔ邐三相邋三相新型邐５邐＝：ｆ逡逑交流電邐變極邋￣交流電交流電邐變極逡逑繞組邐＼邋８邐ｊ邐繞組逡逑（ａ）常規(guī)變極繞組邐（ｂ）新型６／８變極繞組逡逑圖２－３變極繞組出線端結(jié)構(gòu)示意圖逡逑由圖２－２可以看出，該新型６／８變極繞組有Ｕ！、Ｖ！、Ｗ！、Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２共６逡逑個出線端。電機(jī)起動時(shí)，對三個出線端Ｕ！、Ｖ】、認(rèn)＾通以三相交流電，另外三個逡逑出線端Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２懸空，，電機(jī)以６極繞組起動。此時(shí)由于定子為６極繞組，與逡逑８極轉(zhuǎn)子永磁體極數(shù)不同
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM341

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2640596