不同類型的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子有何特點?
永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子類型多樣,特點各異。
表貼式面包型磁鋼結(jié)構(gòu)能提高氣隙磁密正弦度,轉(zhuǎn)矩脈動小、轉(zhuǎn)矩電流變化線性度好,適用于小體積或特大體積電機(jī)、低速且控制要求高的環(huán)境,但磁鋼渦流大、加工成本高,不適合弱磁擴(kuò)速。
內(nèi)置式不等氣隙結(jié)構(gòu)可提高氣隙正弦度、轉(zhuǎn)矩脈動小,避免磁鋼保護(hù)罩結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)速不高,能降低磁鋼渦流,有一定弱磁擴(kuò)速能力,存在漏磁,電感較大,功率因數(shù)降低,定子電流諧波增加。
一型(Prius 2002)適用于有一定弱磁擴(kuò)速要求、沖片外徑 150 以內(nèi)的永磁同步電機(jī),省磁鋼、有弱磁調(diào)速能力,但調(diào)速擴(kuò)速能力不好,磁阻轉(zhuǎn)矩分量一般,抗離心力差。
V 型(Prius 2010)結(jié)構(gòu)簡單,弱磁調(diào)速能力較好,轉(zhuǎn)子設(shè)計參數(shù)少,能適應(yīng) 12000rpm,為抑制掉功率磁鋼厚,高速弱磁后氣隙磁密和反電勢波形差,控制性能降低。
V 一型(Leaf 2012、Prius 2017)能調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子磁密波形,磁鋼分層有磁鏈和磁阻雙重特性,適用于高速大功率、低速大轉(zhuǎn)矩,不適合 160 外徑以內(nèi)沖片,插磁鋼麻煩,轉(zhuǎn)子復(fù)雜。
雙一型(BMW i3)磁鋼用量少、磁阻轉(zhuǎn)矩大、高速效率高、成本低,定子電密大時有成本優(yōu)勢,適合高速,但有掉功率現(xiàn)象,功率因數(shù)低。
外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動慣量大,有利于提高電機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定性,同體積或質(zhì)量下輸出力矩高,體積小、重心低、穩(wěn)定性好,縱向尺寸小、空間適宜性廣,最適合攪拌、立磨等低轉(zhuǎn)速立式安裝設(shè)備,結(jié)構(gòu)簡單、拆裝維修方便。
內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)散熱效果好,最適宜機(jī)車、風(fēng)扇等高轉(zhuǎn)速設(shè)備和臥式安裝設(shè)備,結(jié)構(gòu)繁瑣、拆裝維修困難。
表貼式的直、交軸主電感相等,內(nèi)置式直、交軸主電感不等。
表貼式永磁體用量小、磁鏈諧波少、易產(chǎn)生正弦波磁動勢。
內(nèi)置式能利用磁阻轉(zhuǎn)矩提高功率密度,改善動態(tài)性能,制造工藝簡單,但漏磁系數(shù)和成本大。
切向式內(nèi)置式每極磁通大、磁阻轉(zhuǎn)矩大,徑向式漏磁系數(shù)小、極弧系數(shù)易控、轉(zhuǎn)子強(qiáng)度高、永磁體不易變形。
內(nèi)置式凸極比有ρ>1 和ρ<1 兩種情況,表貼式凸極比ρ=1。
在相同定子參數(shù)下,V 字形轉(zhuǎn)子在恒轉(zhuǎn)矩和恒功率區(qū)的性能表現(xiàn)較優(yōu)。