七、自起动永磁同步电动机的简易计算

由于永磁同步电机的磁路结构复杂，学术界对这类电机的理论进行了大量的分析研究。根据所研究的成果，给岀了一套自起动永磁同步电动机的简易计算方法。

1.永磁同步电机设计的主要任务

异步电动机、同步电动机liJl及永磁同步电动 机的定子部分设计基本相似，主要区别在于转子 的设计。永游同步电动机设计的主要任务是确 定电机的主要尺寸、电机的滋路结构、选择永磁体的牌号、估算永磁体的体积，计算定、转子冲片尺寸和绕组数据，然后应用性能校核程序对初始 方案进行计算，调整电动机某些设计参数直至电磁方案满足性能指标的要求。目前经常使用的 电滋设计方法是等效磁路法和电磁场数值解法。本书所采用的等效磁路法永磁同步电化性能校核程序，适合于内a式永磁同步电动机。

2.定子参数的确定

根据电动机的功率和极数，以及要求的力能 指标，经过预估的超艳负荷，由电机的基本知识，

可确定电机的DLef，然后凭经验选取一定的主要尺寸比Lef/r,即可得到电机的主要尺寸。

实际上，很少有完全从头开始的设计。现代电机设计遇到的问题基本上能找到可供借鉴的 资料，在最接近待设计的电机上进行适当改进。 据此，永磁同步电动机的设计可参照异步电动机 的原始数据。为使本书提出的简易设计方法能 最大限度地给电化设计人员借鉴，W目前最通 用的Y系列和Y2系列异步电机为基本參照，在 Y系列和Y2系列弄步电机上做适当改变，切下的设计认为是标准功率，即与Y或Y2系列电机 的功率等级相同。

根据所设计的规格，定子冲片借用Y或Y2 系列，铁心长度及绕组参数预估值亦与Y或Y2系列相同。定子铁心在叠压时扭斜一个定子齿距。

3.转子的设计

这是永旌同步电机设计的难点亦是关键所 在。包括槽数的确定、磯路结构的确定和永描体 尺寸的预估。自起动永磁同步电化的转子宜采 用内置式。内置式转子磁路结构根据永磁体磁化方向与转子旋转方向之间的相互关系分为径向式、切向式和混合式三种。本书采用径向式磁 路结构，如图5-2b所示。

1)转子槽数的确定參照V或Y2系列的定、转子槽配合，尽可能使转子槽数与电机极数相比为整数。W4P电机为例，可供选择的椎配 合为 24/20、％/28、48/44 等。

2)鼠笼条材料及转子宿形的选择

如果所设计的电机使用工频电源，而且要求带载起动，甚至是满载起动，转子椎形应尽量选取大一点扛^ W咸小转子电阻，使牵人转矩提高。对于小功率 电机，比如H100机座号W下的电机，鼠笼条宜采 用电阻率小的铜条;对于H112上机座号电机，依然可料使用铸错，如果起动要求不是很高，或使用变烦器供电，则不论功率大小，均可采用铸铅结构，且槽形相对可选得浅一点、窄一点。

3)永磁体尺寸的估算     

永滋体的尺寸主要 包括永磁体的轴向长度Lm、磁化方向长度Am 和宽度Am。一般情况下，永磁体轴向长度选择 与电机铁心的长巧一样。因此实际上，貴正淸要 确定的永破尺寸只有两个：磁化方向长度Am和 宽度6m。根据经验，工程设计上可下方法永磁体尺寸；Hm的确定应使永煤体工作 在最佳工作点，同时考虑电动机的直轴电抗合 理;永磁体的宽度根据所选永磁体材料（多用钦铁棚)及牌号，W电化空载电动势等于（0. 7〜 I.DUn为原则来确定。当选择钦铁蹦挑SH 时，按T式初选永滋体尺寸：

hm=(6〜10)5(5.14)

bm = (0.5 〜0.8)r,  （5.15)

式中S、r~-分别为电机的气隙长度和极距。

4)其他    考虑到永磁同步电机的气隙磁密 谐波较为丰富，为降低杂散损耗和便于装配，永 猶同步电机的气隙可以在Y或Y2系列电机上适 ^加大。另外，转子外围在一般憎况下可以像V或Y2系列电机一样加工。如果需要进一步提高效率，转子外表面可以采用非圆，即使用曲线槽来改善气隙滋密波形，降低杂散损耗，或者采用非均 匀磁钢槽结构。同时，当电机轴向长度较长时，为了方便磁钢插入磁钢槽，可采用分段结构。