2019-08-05 09:36
随着国民经济的发展、科学技术的进步,人们对电机的性能提出了更高的要求。传统的真空泵采用异步电机驱动,其效率和功率因数相对较低,损耗较大。调速永磁同步电动机以永磁体提供的磁通进行励磁,提高了电动机的效率和功率密度,电动机结构较为简单,提高了电动机运行的可靠性,相对于传统的真空泵用电机,具有更优良的调速特性以及更高的能效。在一些场合,例如节能要求高的应用场合,正在逐步代替传统鼠笼转子异步电动机。本文天津津腾实验设备有限公司发现有人根据真空泵的节能需要,设计了一台40极75kW转速为105r/min的三相调速永磁同步电动机,通过计算机辅助设计程序和有限元仿真软件,得到了三相调速永磁同步电动机的相关参数以及性能曲线,与75kW真空泵用异步电机相比,电机在满足技术要求的同时达到了节能环保的目的。
1定子槽数及极槽配合的确定
为防止附加转矩产生的振动和噪声增加,使电机效率下降,永磁同步电动机的定子槽型采用梨形槽。为提高永磁同步电动机的多项性能,极槽配合选定为40/48。
2定子绕组的设计
为避免三次谐波在绕组各相之间产生环流,三相绕组的连接通常采用Y形接法。对于180及以上机座号的电机,通常选用双层绕组结构,并选择节距y=5/6τ以削弱磁势及感应电动势中的5次、7次谐波。在确定每相串联匝数时,通常先满足起动要求,再通过调整永磁体来满足功率因数的要求。在永磁同步电动机中,为达到高效节能,电流密度通常比同容量的感应电动机低,同时选择较少的每相串联匝数以降低电流密度。
3三相调速永磁同步电动机电磁计算方案
对于所设计的电机,额定功率PN=75kW,额定频率f=50Hz,极数为2p=40,额定转速nN=105r/min,额定效率η≥93%,额定功率因数cosφN≥0.93,过载倍数Tmax*≥2.2,冷却方式采用强迫风冷,绝缘等级为H级。电机性能指标要求如表1所示: