Электрические
Рис. 8.16 Блок-схема управления скоростью привода ВПМ
жүктеу/скачать 23,63 Mb. Pdf көрінісі
|
464bd05b2e7a78a8aeb9381cb3dbe051 original.24779748
| Рис. 8.16
Блок-схема управления скоростью привода ВПМ 8.5 Параметры проектирования верньерного электродвигателя на постоянных магнитах в электромобилях Поскольку ВПМ является разновидностью бесщеточной машины с ПМ, соответствующие основные размеры могут быть инициализированы или оценены с использованием стандартного уравнения мощности бесщеточной машины с ПМ. На основе этих начальных размеров будет проведен анализ конечных элементов машины. Следовательно, размеры машины будут итеративно изменяться до тех пор, пока рабочие характеристики машины не будут удовлетворять требованиям и ограничениям. Критерии выбора для числа зубцов статора Ns , числа пар полюсов обмотки ротора p и числа пар полюсов ротора Nr машины с верньерным постоянныммагнитом определяются уравнением. (8.1). Как правило, число фаз выбирается равным трем, чтобы вращающееся поле можно было легко создать с помощью стандартного ШИМ-инвертора и стандартного соединения обмотки. Кроме того, критерии выбора ширины зубьев статора, высоты паза статора, толщины ярма статора и толщины ярма ротора машины с верньерным постоянныммагнитом суммируются следующим образом: • Плотность тока обмотки ротора при номинальной нагрузке не должна превышать 6 А/мм 2 ; в противном случае требуется специальное охлаждение. • Плотность магнитного потока зубцов статора, ярма статора и ярма ротора не должна превышать 1.7 Т. • Коэффициент заполнения паза в статоре должен составлять около 55% для удобства намотки. • Из-за эффекта магнитного зацепления потери в стали должны быть ограничены разумным значением, особенно при работе на высокой скорости. • Взаимные индуктивности между фазовыми обмотками должны быть минимальными. • Момент затяжки и колебания крутящего момента должны быть минимальными. Чтобы оценить размеры деталей на постоянных магнитах, используемых для машин с верньерным постоянныммагнитом (Ли, 2012), а именно: толщину ПМ: h PM и площадь поверхности ПМ: S PM , в целом принят подход магнитной цепи. Предполагая, что полное падение магнитного потенциала внешней магнитной цепи равно F, а падение магнитного потенциала в воздушном зазоре равно F 𝛿 , они связаны где k s - коэффициент насыщения, k 𝛿 - коэффициент воздушного зазора, 𝛿 - длина воздушного зазора, H 𝛿 - напряженность магнитного поля воздушного зазора. Когда ПМ работает при плотности магнитного потока B PM и напряженности магнитного поля H PM , он дает 231 где 𝜓 PM – поток ПМ, 𝜓𝛿 – поток воздушного зазора, и 𝜎 – это фактор магнитной утечки. Заменяя уравнение (8.27) на (8.28) получаем где B 𝛿 это плотность потока воздушного зазора и S 𝛿 область воздушного зазора. Умножая два уравнения в (8.29) получаем Таким образом, объем ПМ может быть получен как который определяется произведением B PM и H PM . То есть, когда рабочая точка рассчитана на достижение максимального продукта магнитной энергии, требуемый объем ПМ минимален. Таким образом, B PM = Br ∕2 и H PM = − H c ∕2 выбираются таким образом, чтобы объем ПМ можно было минимизировать как задано где B r и H c это остаточные значения ПМ и принудительная сила соответственно. Разделив два уравнения в формуле (8.29) получаем При максимальном произведении магнитной энергии, уравнение (8.33) можно переписать как Используя уравнения (8.32) и (8.34), толщина ПМ может быть выведена как Следовательно, область ПМ также может быть выведена как Следует отметить, что размер постоянного магнита настолько важен, так как он напрямую влияет на общую производительность и стоимость машины. Следовательно, после инициализации измерений ПМ с использованием вышеупомянутых проектных уравнений необходимо итеративно настраивать размеры для достижения желаемой производительности и стоимости с помощью анализа методом конечных элементов. ВПМ является своего рода бесщеточной машиной с ПМ. Таким образом, подобно синхронной машине с ПМ, машина с верньерным приводом на постоянныхмагнитах обычно использует систему распределенной обмотки, где катушка ротора одной фазы намотана на несколько пазов (Kakihata et al., 2012). С точки зрения напряженности магнитного поля и использования магнитного потока это расположение обмоток превосходит концентрированные обмотки. Однако распределенная обмотка требует более длинных концевых обмоток, что приводит к большему количеству используемой меди и большим потерям меди. С другой стороны, аналогично бесщеточной машине постоянного тока с постоянным магнитом, машина ВПМ также может использовать систему концентрированной намотки, в которой обмотка ротора одной 232 фазы намотана вокруг одного паза (Yang etal., 2013). По сравнению с распределенной обмоткой, концентрированная обмотка обладает преимуществами, заключающимися в меньшем потреблении меди и простоте сборки обмотки, что приводит к снижению общих производственных затрат. Кроме того, фазовое сопротивление концентрированной намоточной машины, как правило, ниже, чем сопротивление распределенной намоточной машины, что повышает эффективность машины. жүктеу/скачать 23,63 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|