Электрические
жүктеу/скачать 23,63 Mb. Pdf көрінісі
|
464bd05b2e7a78a8aeb9381cb3dbe051 original.24779748
|
Рис. 7.23 Конфигурация встроенного в колесо привода бесщёточного электродвигателя постоянного тока с постоянным магнитом Таблица 7.4 Проект параметров встроенного в колесо привода бесщёточного электродвигателя 207 постоянного тока с постоянным магнитом электромагнитной передачи Номинальная мощность 5 кВт Номинальная частота 220 Гц Номинальная скорость внутреннего ротора 4400 об/мин Номинальная скорость внешнего ротора 600 об/мин Количество фаз 3 Количество паз стратора 27 Количество пар полюсов внутреннего ротора 3 Количество пар полюсов внешнего ротора 22 Количество ферромагнитных сегментов 25 Наружный диаметр статора 120 мм Внутренний диаметр внутреннего ротора 121.2 мм Наружный диаметр внутреннего ротора 142.8 мм Внутренний диаметр кольца модуляции 144 мм Наружный диаметр кольца модуляции 170 мм Внутренний диаметр внешнего ротора 172 мм Наружный диаметр внешнего ротора 184 мм Осевая длина 100 мм Материал постоянного магнита Nd-Fe-B Постоянные магниты прикреплены на внутренней поверхности внешнего ротора зубчатой передачи. Все постоянные магниты радиально намагничены, и количество пар полюсов постоянного магнита внутреннего и внешнего роторов равны 3 и 22 соответственно, тогда как количество ферромагнитных сегментов равно 25. Таким образом, коэффициент передачи равен 22:3. Основные проектные параметры перечислены в Таблице 7.4. Чтобы учесть влияние насыщения и образование интерференционных полос, используется анализ методом конечных элементов. Распределение электромагнитного поля такого встроенного в колесо привода бесщёточного электродвигателя постоянного тока с постоянным магнитом в условиях холостого хода и полной нагрузки показано на рис. 7.24. Можно заметить, что большинство линий потока могут проходить через все три воздушных зазора, что способствует передаче крутящего момента. Есть также некоторые линии потока, непосредственно вращающиеся вокруг границ соседних постоянных магнитов, которые бесполезны для передачи крутящего момента и вызывают потерю мощности. Кроме того, сравнивая распределения поля в условиях холостого хода и полной нагрузки, можно заметить, что реакция анкера оказывает лишь незначительное влияние на магнитное зубчатое колесо. На рис. 7.25 показаны формы волны радиальной плотности холостого хода во внутреннем, среднем и внешнем воздушном зазоре. Можно заметить, что эффективные гармонические составляющие плотностей потока во внутреннем и среднем воздушном зазоре имеют 3 пары полюсов, тогда как во внешнем воздушном зазоре имеется 22 пары полюсов, что подтверждает модулирующий эффект кольца модуляции. На основании распределения плотности потока во внутреннем воздушном зазоре можно легко определить обратное ЭМП, индуцированное в трехфазной обмотке статора. На рис. 7.26 показаны трехфазные волны ЭМП при вращении внутреннего ротора с номинальной скоростью 4400 об/ мин. Поскольку такие волновые формы обратного ЭМП по существу трапециевидны, двигатель бесщёточного электродвигателя постоянного тока с постоянным магнитом работает в режиме проводимости 120°. Таким образом, можно получить устойчивый крутящий момент, применяя прямоугольный фазовый ток с проводимостью 120° в любое время при двух фазах. Следовательно, оцениваются динамические характеристики такого бесщеточного привода постоянного тока с постоянным магнитом. На рис. 7.27 показаны отклики скорости запуска при команде скорости двигателя 2000 об/мин. Можно наблюдать, что установившаяся скорость вращения внешнего ротора уменьшается примерно в 7,3 раза по сравнению с установившейся скоростью вращения внутреннего ротора. Поскольку они вращаются в противоположных направлениях, это хорошо согласуется с расчетным коэффициентом передачи – 22/3. Кроме того, на рис. 7.28 показаны характеристики крутящего момента в установившемся режиме, которые показывают, что величина крутящего момента, создаваемая бесщеточным электродвигателем постоянного тока с постоянным магнитом, может быть успешно увеличена примерно в 7,3 раза. Обратите внимание, что такие отклики крутящего момента находятся в фазе, но в противоположных направлениях. |