单相永磁同步电动机稳态运行性能计算
周洁 汪国梁(西安交通大学710049)
【摘 要】利用在120坐标系统下建立的单相永磁同步电动机在稳态运行方式时的数学模型，以及据此模型推出的输入功率、输出转矩等式，对单相永磁同步电动机的性能进行了计算，并与实验值进行了比较。
l概述
单相永磁同步电动机在家电行业有着广阔的应用前景，但由于其定、转子两方面均不对称，其性能分析较为困难。本文利用在120坐标系统下建立的单相永磁同步电动机在稳态运行方式时的数学模型以及据此模型推出的输入功率、输出转矩等式，对单相永磁同步电动机的性能进行了计算。计算所需的电机电磁参数(空载电势e0，直轴电抗xd，交轴电抗xq)，用二维有限元法算得。最后得到单相永磁同步电动机的计算结果，并与实验值进行了比较。
2电机模型
2．1 电机的剖面示意图
图1为单相永磁同步电动机的模型，其转子为并联磁路结构。优点是，每极磁通由两块永磁体并联提供，可产生较大的气隙磁密，还可充分利用空间放置永磁体
2．2数学模型中直轴运算电抗xd(p)和交轴运算电抗xq(p)
将转子上的阻尼绕阻等效为两个阻尼绕组，即d轴阻尼绕组和q轴阻尼绕组，且转子上无励磁绕组，此时，直轴运算电抗xd(p)和交轴运算电抗xq(p)的表达式为:
因为la1d、lad数值一般相差很少，故可令：
la1d=lad
同理可令:
la1q=laq
又有：
式中ld——d轴同步电感
lq——g轴同步电感
ll——定子绕组漏感
l11d——d轴阻尼绕组自感
l11q——q轴阻尼绕组自感
l1dl——d轴阻尼绕组漏感
l1ql——q轴阻尼绕组漏感
r11d——d轴阻尼绕组电阻
r11d——q轴阻尼绕组电阻
3计算实例
根据上述数学模型，编制了单相永磁同步电动机稳态性能计算程序，并对一台样机进行了计算。电机的参数如下(其中，转子方参数已折算至定子方)：
式中 ω1——角频率，ω1=2πf
总电流、效率和功率因数与输出功率的关系曲线如图2～4所示，图中分别画出了计算值与实验值的曲线。
从上述结果可知，计算结果与实测结果相近，表明该模型能够满足一定的精度要求。
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