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          [摘 要] 通過(guò)對(duì)混合式轉(zhuǎn)子磁路的分析，介紹了磁路中近似得到計(jì)算極弧系數(shù)以及空載漏磁系數(shù)的方法。根據(jù)此方法對(duì)一臺(tái)15kW的異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了實(shí)例計(jì)算，并用有限元法進(jìn)行了校正。通過(guò)與三相異步電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，證明了異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

        [關(guān)鍵字] 異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī) 有限元 空載漏磁系數(shù)

Research on Line - Start PMSM of Oil Field Pumping Unit
Yang Yongqing1，Libin2
（1 Shenyang Brilliant Elevator Co.,Ltd ;  2 Shenyang Machine Tools Co.,Ltd.）

[Abstract] Based on the mixed rotor magnetic circuit analysis, introduces the approximate calculation of magnetic circuit of pole arc coefficient, leakage coefficient method. According to this method on a 15kW asynchronous starting permanent magnet synchronous motor were presented, and the finite element method is used for the correction of. With the three-phase asynchronous motor data for comparative, proved the line-start permanent magnet synchronous motor application advantage.
[Keyword] Asynchronous starting PM synchronous motor ; Finite element ;Leakage coefficient

 
        0 、引言

      近幾年國(guó)家提倡建立節(jié)約型社會(huì)，而異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)定位于高效、高功率因數(shù)、優(yōu)良的起動(dòng)品質(zhì)因數(shù)，不僅滿足了節(jié)約低碳的要求，而且為企業(yè)的生存和發(fā)展，提供了一個(gè)高附加值的電機(jī)新產(chǎn)品。

      異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)是具有自起動(dòng)能力的永磁同步電動(dòng)機(jī)，兼有感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和電勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、能量密度顯著提高。隨著永磁材料性能的不斷提高和對(duì)節(jié)能的迫切需求，異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)在數(shù)控油田抽油機(jī)上有廣闊的應(yīng)用前景。

      1 、異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)

      采用內(nèi)置式磁鋼轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，永磁體位于轉(zhuǎn)子內(nèi)部，永磁體表面可以放置鑄鋁或銅條籠，起阻尼或起動(dòng)作用，動(dòng)穩(wěn)態(tài)性能良好，廣泛應(yīng)用于高性能異步起動(dòng)永磁電動(dòng)機(jī)。

       圖1-1 內(nèi)置式混合式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)

      1-轉(zhuǎn)子鐵芯 2-永磁體 3-轉(zhuǎn)子導(dǎo)條
      2 氣隙磁場(chǎng)的有關(guān)系數(shù)：
      2.1 計(jì)算極弧系數(shù)

       在永磁同步電動(dòng)機(jī)中。忽略齒槽影響空載氣隙磁密波形可以近似為矩形波（見(jiàn)圖2-1），對(duì)其進(jìn)行傅里葉分解得到圖中虛線所示的基波磁密，其幅值為

     
      圖2-1 空載氣隙磁場(chǎng)近似波形
 

      2.3 空載漏磁系數(shù)
      2.3.1 極間磁場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型
      為簡(jiǎn)化計(jì)算做如下假設(shè)[2]
     （1） 電機(jī)沿軸向磁場(chǎng)分布不變，可做二維分析；
     （2） 電機(jī)的鐵芯磁導(dǎo)率各向同；一組磁體近似徑向充磁；
     （3） 電機(jī)磁場(chǎng)僅存內(nèi)部外部磁矢量磁位為零
     （4） 電機(jī)磁場(chǎng)沿圓周方向周期性分布，取一對(duì)極范圍為求解區(qū)域
 

     2.3.2 轉(zhuǎn)子內(nèi)部漏磁系數(shù)路算法
 
    

     3 樣機(jī)參數(shù)

    4實(shí)驗(yàn)測(cè)試

     4.1額定負(fù)載起動(dòng)轉(zhuǎn)矩測(cè)試

       4 結(jié)論：

      針對(duì)異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)內(nèi)置式混合轉(zhuǎn)子磁路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，利用近似路算以及二維電磁場(chǎng)有限元法相結(jié)合的方法，設(shè)計(jì)了一臺(tái)15kW樣機(jī)。通過(guò)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，得出各項(xiàng)參數(shù)接近實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，具備一定的實(shí)際參考價(jià)值。

    （文自：沈陽(yáng)博林特電梯股份有限公司  沈陽(yáng)機(jī)床股份有限責(zé)任公司）