内蒙古科技与经济
Inner Mongolia Science Technology&Economy
May2020 No.9TotalNo.451
20205
第9期总第451期
陈浩维
(华北电力大学电气与电子工程学院，北京102206)
摘要：永磁同步电机基于节能高'、结构相对简单、体积小、运行平稳可靠，将来可广泛应用于家电、航空、医疗器械、电梯以及汽车等领域。中国因拥有丰富的稀土资源，对以此为永磁材料的永磁同步
电机更进一步的技术研究，意义重大深远。近年来，内置式磁路结构的设计、仿真及控制等扌支术日渐成熟，永磁同步电机因具有独特的技术优势，社会需求日益增1!支术发展更加深入，应用b景广阔。
关键词：永磁同步电机；扌支术优势；应用b景
中图分类号:F407.61文献标识码:A文章编号1007—6921(2020)09—0081—02
近年来世界能源紧张问题明显，最大能源消费的中国更加突出，政府重视节能减排，对于设备和技术研究给予资金支持&由于永磁同步电机在设计环节中改进，具有更为小巧的传动系统，减少能耗，提升了效率，平均节电率高大10%以上(1)&同时优化其他元器件的设计，使设备的稳定性得到明显的改善，优越的性能，在各领域应用中日益体现，是一种当前最有发展潜力的电机技术&
1研究高速永磁同步电机的意义
节能、高效、量轻是永磁同步电机拥有的独特优势，因具有巨大的发展潜力，广阔的应用领域#自然成为电机行业发展的风向标&转子、定子、机座及端盖等部件是组成部分，永磁体、转子铁心及转轴构成转子&目前永磁体使用最常见的稀土永磁材料是汝铁硼，稀土资源最多的是我国，大约占世界的80%储存量，中国当前资源相对缺乏条件下，对永磁同步电机进行技术研究，对于促进我国经济的发展，影响意义重大&
2永磁同步电动机技术发展的基础
2.1高性能稀土永磁材料的发现
P铁硼是目前应用得最为广泛，它的发展推动了永磁电机的发展&相比于传统的电励磁三相感应电机，电激磁磁极被永磁彳代替，结构得到简化，没有了转子的滑环及电刷，无刷结构得到完成，转子体积变小，大幅度提高电机功率密度、转矩密度及工作效率& 2.2新型控制理论的获得应用
由于矢量控制算法很好地解决了交流电机的驱动策略理论问题，交流电机于是具备了比较完善的控制性能&直接转矩控制方法的实现，控制结构变得更为简单，同时对参数变化具备电路棒、性能强及转矩动态响应迅速的特性&间接转矩控制方法的实现，顺利解决了直接转矩在低速时转矩脉动大的问题缺陷，提升了电机的转速及控制精度&
2.3高性能电力电子器件及处理器的应用
信息和传统产业是通过现代电力电子技术得以连接，在弱电和被控强电之间的起到桥梁作用&由于电力电子技术的发展完善，导致驱动控制策略的完成实现&20世纪70年代的通用变频器系列产品，可把工频电源改变为变频电源，由于频率具有连续及可调特性，使得同步电动机的启动问题得以解决&
3永磁同步电动机技术优勢
3.1设计扌支术
内置式结构设计由于存在高效率、大功率、大密度、大的弱速及速的能力，它自然是驱动电机的最佳选择&永磁电机的所有励磁磁场来源于永磁体，齿槽转矩导致电机工作时的震动及噪声增大&齿槽转矩过分增大可导致电机速度控制系统的低速性能受到影响，同样也影响到位置控制系统的高精度定位，因此，在进行电机结构设计时，应该采取电机优化方法，尽可能缩小齿槽转矩&减小齿槽转矩，目前常见是通过以下方法来实现的，更改极弧系数，缩小定子的槽口宽度，斜槽、极槽配合，变更磁极位置、尺寸及形状等&值得注意的是，缩小齿槽转矩，电机的其他性能有可能受到影响，常见的如，电磁转矩有可能相应变小&因此在结构设计时，各种因素必须尽可能做到平衡，使得电机性能实现最大化&电机的磁路结构及尺寸、永磁体体积的估算、定子的设定、转子于冲片及绕组的数据是确定永磁同步电机电磁设计方案的难点及关键#运用旋转电机磁场数值解析法，电磁场解析法及电磁场数值计算法，可做到优化设计⑵&
3.2仿真
由于永磁彳的存在，在给电机的计算参数设计时有了难度，例如空载漏磁系数的设计及极弧系数的设计&计算优化永磁电机的各种参数，通常采取有限元分析软件方法进行，它能精确计算电机参数#在分析电机参数对性能的影响时，凭借它同样也存在极高的可信度&
3.3控
在工业控制领域方面，完善发展技术从而提升电机驱动系统性能，一样存在着重大意义，它让系统的性能驱动实现最佳状态，基本特性表现在比较低
收稿日期!020—01—10
作者简介：陈浩维(1999—)，男，福建龙岩人，本科，电气工程及其自动化专业°
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