Электрические
Параметры проектирования бесщеточных электродвигателей на
жүктеу/скачать 23,63 Mb. Pdf көрінісі
|
464bd05b2e7a78a8aeb9381cb3dbe051 original.24779748
| 4.6 Параметры проектирования бесщеточных электродвигателей на
постоянных магнитах для электромобилей Бесщеточные двигатели на постоянных магнитах стали предпочтительным выбором для двигателей электромобилей из-за их высокой эффективности и высокой удельной мощности. Основным недостатком этих двигателей является дороговизна материалов постоянных магнитов . Таким образом, важно использовать как можно меньше материала постоянных магнитов , чтобы снизить стоимость без ущерба для производительности двигателя. В последние годы анализ конечных элементов широко использовался для конструкций двигателей на постоянных магнитах (Rasmussen et al., 2000). Однако предварительные размеры двигателя сначала должны быть определены, прежде чем можно будет приступить к анализу методом конечных элементов; в противном случае процесс проектирования будет единичным и затратным. Определение размеров постоянных магнитов является одной из важнейших задач конструкции бесщеточного двигателя на постоянных магнитах . Некоторые аналитические подходы были разработаны для расчета объема и размера постоянных магнитов (Gieras и Wing, 2002), которые могут служить предварительным проектом для анализа методом конечных элементов. Как указывается в Mi (2006), общий объем ПМ V m требуемый для постоянных магнитов синхронного двигателя можно оценить по где C V – коэффициент, который находится в диапазоне 0.54–3.1 с типичным значением 2. P1 – входящая мощность, f – частота питания, B r – остаточный ток ПМ, и H c – коэрцитивность ПМ. Когда в двигателе используется структура с последовательными магнитами, например, поверхностно-монтируемые, поверхностно-вставные или радиально-внутренние структуры постоянных магнитов , толщина (или высота) h m каждого полюса постоянных магнитов определяется по где K s – это коэффициент безопасности, который можно выбрать как 1.1, K a – максимально возможный ток якоря на единицу, который находится в диапазоне 4–8, F ad – МДС реакции якоря по оси d, и H′ c - коэрцитивность постоянных магнитов при максимальной рабочей температуре. С другой стороны, когда двигатель имеет структуру с параллельными магнитами, такую как структура постоянных магнитов с внутренней окружностью, соответствующая толщина уменьшается вдвое. Следовательно, когда ПМ имеют прямоугольную форму, независимо от структуры последовательного магнита или параллельного магнита, ширина (или широта) bm каждого полюса постоянных магнитов определяется по где p – количество пар полюсов и l e - эффективная длина постоянных магнитов вдоль направления вала, которая обычно равна длине стека ротора. Если двигатель использует структуру с последовательным магнитом с ПМ в форме дуги, а не прямоугольными ПМ, ширина ПМ будет соответственно представлена радиусом ПМ или приблизительно обозначена средней шириной. Кроме того, для бесщеточного двигателя постоянного тока на постоянных магнитах объем и размеры ПМ могут быть получены аналогичным образом. Коэффициент разделения, отношение внутреннего диаметра статора к внешнему диаметру статора, является еще одним важных параметров конструирования бесщеточных двигателей на постоянных магнитах, поскольку он может значительно влиять на соответствующие крутящий момент и эффективность. Аналитически получен оптимальный коэффициент разделения как для синхронных, так и для бесщеточных двигателей постоянного тока (БПОСТ.ТОКА ПМ), который учитывает влияние расположения обмоток, распределения плотности потока в воздушном зазоре, формы обратной ЭДС, зубьев статора и торцевой обмотки (Pang, Tchu и Hove, 2006). |