磁鋼的渦流損耗會提升永磁電機轉(zhuǎn)子的溫度嗎?稀土永磁同步電念頭(REPMSM)擁有體積小,、分量輕,、效率上等特點,,評論上轉(zhuǎn)子無基波消耗,轉(zhuǎn)子溫升應(yīng)當(dāng)較低,,但本質(zhì)狀況則否則,。以作者研制的一臺增安型稀土永磁同步電機為例,試驗時出現(xiàn)轉(zhuǎn)子溫抬高達(dá)125°C的現(xiàn)象,。轉(zhuǎn)子溫度過高,,會對釹鐵硼永磁體形成去磁的危險,影響電機正常工作,。本文分析了可能形成轉(zhuǎn)子溫升過大的緣故,,提出了降低溫升的對策。
1. 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu):REPMSM的定子取異步電機的定子,,它的結(jié)構(gòu)通常指轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu),。異步起動REPMSM的轉(zhuǎn)子由鼠籠條、轉(zhuǎn)軸,、轉(zhuǎn)子鐵心和永磁體構(gòu)成,,轉(zhuǎn)子鐵心由沖片疊壓而成,并在轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)填入釹鐵硼永磁體,,同時鑄鋁形成鼠籠,。
其起動過程同異步電機,當(dāng)定子電樞繞組中通人三相對稱交流電時,,形成圓形轉(zhuǎn)動磁場,,此時轉(zhuǎn)子靜止,轉(zhuǎn)子鼠籠切割磁力線,,并感覺出交流電形成交變磁場,,與定子磁場作用,轉(zhuǎn)子起始轉(zhuǎn)動,。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速靠近同步轉(zhuǎn)速時,鼠籠條中不再發(fā)生感覺電流,,而是永磁體形成的恒定磁場與定子磁場同步轉(zhuǎn)動,,進(jìn)入正常運轉(zhuǎn)。
2. 轉(zhuǎn)子溫升發(fā)生緣故:電機運轉(zhuǎn)時的發(fā)燒,均來自于電機的消耗,。REPMSM同步運轉(zhuǎn)時,,轉(zhuǎn)子消耗包含永磁體消耗融洽波消耗等。
2.1)永磁體消耗 :釹鐵硼的電阻率是(1.44×l0ˉ)Ω·m,,擁有肯定的導(dǎo)電性,,會在交變磁場中發(fā)生渦流消耗。釹鐵硼的導(dǎo)熱率為7.7cal/m.h.°C,,傳熱性差,。釹鐵硼磁鋼簡易生銹、氧化,,使熱量難以向外傳導(dǎo),,加重了轉(zhuǎn)子的溫升。
2.2)諧波消耗:受齒槽效應(yīng),、定子磁場等因素影響,,電機氣隙中的諧波磁場很復(fù)雜。氣隙中的諧波磁場以差異的速度相關(guān)于轉(zhuǎn)子活動,,在轉(zhuǎn)子鐵心和鼠籠條中感覺電流,,從而發(fā)生諧波消耗,使轉(zhuǎn)子溫度抬高,。
3 降低溫升的對策:由上述分析,,提出相應(yīng)處理方式如下。
3.1)永磁體分段,、分層:永磁體的安放不再是整段原料,,而是將一段永磁體分為多個小段或多個層,如圖2,。而且對永磁體段(層)表面進(jìn)行電泳處理,,以減小渦流消耗,降低轉(zhuǎn)子溫升,。
3.2)增大氣隙:關(guān)于異步電機,,增大氣隙會增大漏磁,使勵磁電流增大,,效率降低,。而關(guān)于稀土永磁同步電機,加大氣隙,,則可增大高次諧波氣隙磁場磁阻融洽波漏抗,,減少其磁鏈的交鏈水準(zhǔn),減弱諧波電流,,降低定,、轉(zhuǎn)子表面消耗融洽波消耗等,,從而起到降低溫升的作用。
3.3)轉(zhuǎn)子選用半閉El槽或閉口槽:如此不妨減少轉(zhuǎn)子鐵心表面消耗和齒內(nèi)脈振消耗,,并使有用氣隙長度減小,,改良功率因數(shù),同時降低氣隙磁導(dǎo)諧波的脈振幅值,,減小磁導(dǎo)諧波形成的諧波消耗,。
3.4)選取適當(dāng)?shù)牟叟浜希褐C波次數(shù)越低,轉(zhuǎn)子槽數(shù)越多,,消耗就越大;定,、轉(zhuǎn)子槽數(shù)比靠近于1時,消耗對照小,,因此盡量選取近槽配合,。
3.5)定子繞組雙層短距分散繞組:雙層短距分散繞組根據(jù)需求選擇差異的跨距,不妨減少高次諧波,,又使基波電動勢減少不大,,從而有用改良了氣隙磁場的波形,減少諧波消耗,,降低溫升,。
3.6)選用高品質(zhì)釹鐵硼永磁體:在本質(zhì)使用中發(fā)現(xiàn),差異廠家制作的同牌號釹鐵硼永磁體功能有較大差別,。釹鐵硼牌號差異,,發(fā)生的渦流消耗大小差異,而且導(dǎo)熱率也有所差別,。選擇導(dǎo)熱率相對較大的高功能釹鐵硼永磁原料,,有利于磁鋼上熱量的傳導(dǎo),從而降低轉(zhuǎn)子溫升,。
4 樣機轉(zhuǎn)子溫升的改良對策及功效:由上述分析,,調(diào)換樣機所用的釹鐵硼永磁鋼牌號,由以前的40SH換為33UH,,從頭進(jìn)行溫升試驗,,后果是定子鐵心溫度為80℃,溫升為51℃,,轉(zhuǎn)子鐵心溫度為140℃,,溫升為110℃。調(diào)換永磁體后轉(zhuǎn)子鐵心溫升下落了10℃,,可見永磁體渦流消耗對轉(zhuǎn)子溫升影響很大,。
5 結(jié)語:本文討論了稀土永磁同步電機轉(zhuǎn)子溫升過高的緣故,并分析提出了降低轉(zhuǎn)子溫升的方式,。在對原樣機調(diào)換永磁體牌號后進(jìn)行試驗,,表明永磁體的渦流消耗對轉(zhuǎn)子溫度影響很大,。因此,若在電機制造過程中能采用永磁體分段或分層等對策,,轉(zhuǎn)子溫升會有所下落。