Электрические
жүктеу/скачать 23,63 Mb. Pdf көрінісі
|
464bd05b2e7a78a8aeb9381cb3dbe051 original.24779748
| m
В случае когда бесщеточный двигатель на постоянных магнитах предназначен для работы в режиме БПЕРЕМ.ТОКА ПМ (бесщеточных двигателей переменного тока), тогда это синхронный двигатель на постоянных магнитах, в котором связь потока ПМ и обратная ЭДС синусоидальны. Предполагая, что сопротивление обмотки незначительно мало, выходная мощность P может быть выражена как где η – коэффициент полезного действия, m – число фаз, T – период обратной ЭДС, e ( t ) и i ( t ) – соответственно мгновенное значение обратной ЭДС и тока фазы, E m и I m – соответственно амплитуда обратной ЭДС и фазовый ток обмотки якоря. Потоковая связь постоянных магнитов на обмотке якоря ПМ может быть выражена как где ψ – амплитуда связи потока ПМ, r – угол положения ротора, p – количество пар полюсов ПМ, и θ cr – шаг полюса ПМ. Также, ψ m можно выразить как где kw и N ph – соответственно коэффициент намотки и число витков обмотки якоря, B – магнитная нагрузка, Dsi – внутренний диаметр статора, а le – эффективная осевая длина. Следовательно, eе можно вывести как гдe ω r is скорость вращения ротора. Соответствующая амплитуда E m определяется выражением С другой стороны, амплитуда тока I m может быть выведена как где А – электрическая нагрузка. Таким образом, на основе уравнения (4.36)–(4.41), P можно переписать как Следовательно, выходной крутящий момент T может быть получен как Чтобы исследовать влияние коэффициента разделения на выходной крутящий момент, магнитные и электрические нагрузки должны быть выражены через размерные параметры. Таким образом, амплитуда магнитной нагрузки B m выражается как где α p – коэффициент полюсной дуги постоянных магнитов, и B pm – рабочая точка постоянных магнитов без нагрузки. Кроме того, B pm будет ограничен в рамках 94 где μ r – относительная проницаемость ПМ, B r – остаток ПМ , l g – длина воздушного зазора, а h m - толщина ПМ. С другой стороны, электрическая нагрузка может быть выражена как где J – плотность тока паза статора, k p – коэффициент заполнения паза, N s – число пазов статора, и A s – площадь паза статора, которая определяется по где h c – толщина ярма статора, и w t – ширина зубца статора. Ширина зуба и толщина хомута статора могут быть выражены как где B max – максимально допустимая плотность магнитного потока в сердечнике статора. Подставляем Уравнение (4.48) в Уравнение (4.47), площадь паза статора может быть получена как и, D si будет ограничен по где D sh – диаметр вала, а h r – толщина хомута ротора. Подставляя уравнение (4.44), (4.46) и (4.50) в уравнение (4.43), может быть получено изменение выходного крутящего момента по отношению к коэффициенту разделения D si ∕ D so . Как правило, существует оптимальный коэффициент разделения для максимального выходного крутящего момента, который соответствует определенной магнитной нагрузке. В случае когда бесщеточный двигатель на постоянных магнитах предназначен для работы в режиме БПОСТ.ТОКА (бесщеточных двигателей постоянного тока), оптимальный коэффициент разделения также может быть получен аналогичным образом. В последнее время бесщеточный электродвигатель на постоянных магнитах с двумя статорами активно разрабатывается для применения в электромобилях, поскольку он может предложить исключительно высокую плотность крутящего момента (Ниу, Чау и И, 2009). С конструктивной точки зрения, бесщеточный двигатель на постоянных магнитах с двумя статорами состоит из двух коаксиальных бесщеточных двигателей на постоянных магнитах: его внутренний двигатель представляет собой бесщеточный двигатель на постоянных магнитах с внешним ротором, а внешний двигатель - обычный бесщеточный двигатель на постоянных магнитах. Его общий выходной крутящий момент является результатом составляющих крутящего момента, возникающих при взаимодействии внутренней и внешней обмоток якоря с плотностями потока внутреннего и внешнего воздушного зазора, соответственно. Таким образом, вышеупомянутые критерии проектирования для оптимального коэффициента разделения обычного бесщеточного двигателя на постоянных магнитах могут быть легко применимы на бесщеточном двигателе с двойным статором для достижения максимальной плотности крутящего момента ( Wang et al ., 2011). жүктеу/скачать 23,63 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|