解密!揭开永磁电机线圈跨距与极弧系数关系的面纱!
式中,Φv是v次谐波磁通的最大值,满足
气隙磁场由转子磁动势建立起来,气隙磁密Bv_max满足
三相对称绕组通三相对称电流,能够削弱3次谐波。同时为了简化计算,突显线圈跨距接近5/6τ能够削弱5、7次谐波。这里仅分析1、5和7次谐波带来的影响。
仍以前面介绍的2极18槽永磁电机为例,利用matlab计算了极弧系数0.2-1.0范围内,跨距1-9范围内线电压的畸变率,如视频所示。同时,重点给出了0.76-0.86极弧系数,跨距5-9范围内线电压畸变率。
从视频和表中可以看出,空载反电势的畸变率不仅与绕组跨距有关,还与转子的极弧系数密切相关。在同一跨距下,随着极弧系数的增加,空载反电势畸变率先减小,后增大。同时,每个极弧系数下各个跨距对应的空载反电势畸变率不尽相同,设计时需要特别注意。此外,当绕组跨距选择在5/6τ附近时,畸变率相对较小。
空载反电势畸变率是永磁电机设计的一个重要指标。对于整数槽永磁同步电机,极弧系数不同,相同跨距的线圈感应出的空载反电势畸变率相差会很大。极弧系数稍有变化,这种影响就会很大,需要精细化分析。