永磁同步發電機的設計特點
2014/3/3 23:23:38點擊：
同步電機之關于永磁同步發電機的設計特點
7 . 4 . 1設計特點
除了勵磁系統采用永磁體之外，小功率永磁同步電機 的工作原理與電勵磁同步發電機基本相同，所以小功率永磁同步發電機的設計方法與電勵磁同步發電機也應該相同。但是由于永磁材料的介人，此種發電機也有它獨特的特點。
l）由于永磁材料的引人，小功率永磁同步發電機的最大特點就是發電機制成后，勵磁磁場不能人為調節，所以在設計時要求發電機外特性要硬，從而保證它的電壓調整率變化不大，以滿足技術條件的需要，因而在設計時電負荷A的選取要比電勵磁機小得多。由于永磁同步發電機無勵磁繞組，而永磁體磁阻又很大，因而永磁同步發電機同步電抗要比電勵磁發電機同步電抗小得多，而且。為了降低永磁同步發電機的固有電壓調整率，首先常需要選用剩余磁感應強度Br大、矯頑力H 。大、回復磁導率拜r小的永磁材料，如NdFeB永磁材料；其次還應增大永磁體磁化方向的長度，使工作點提高，削弱電樞反應的影響；再次，為減少電樞電阻和漏抗，應減少每相串聯匝數和增大導線截面積。
2）永磁同步發電機永磁體工作點最好選在永磁體退磁曲線最大磁能積點附近，這樣可以充分利用永磁體提供的有效磁能，同時永磁體工作點選擇又是在回復直線上。
3）由于永磁材料復雜性及分散性，以及永磁體溫度系數、漏磁系數等因素的影響，永磁體選擇后還應增加一定的裕度。
7 . 4 . 2電磁負荷的選擇
對于電勵磁同步發電機，當額定容量和頻率一定時，主要尺寸取決于它的電磁負荷（A 、 B 。）。對于某一系列發電機，A 、 B 。值變化不大，但對于永磁同步發電機，采用不同的永磁材料及磁路結構，則提供的氣隙磁感應強度及線負荷可以有較大區別。L氣隙磁感應強度B 。的選擇發電機在進行機電能量轉換的過程中，主要是通過氣隙來實現的，對一般發電機，氣隙磁位降要占整個磁位降的80％左右，而永磁同步發電機的氣隙要比電勵磁同步發電機大得多，因而氣隙磁位降所占比例更大。在選用NdFeB永磁材料時，為了充分利用磁性材料的磁能，一般都選擇剩余磁感應強度B，大于0 . 9T，矯頑力H 。大于640kA / m 。假如我們預估空載永磁體產生的磁感應強度，那么永磁同步發電機的氣隙磁感應強度。
2．線負荷A的選擇
線負荷選擇主要考慮到發電機的散熱條件，當散熱條件好時，A可選取大些；反之，A則要選小些。但是，對于小功率永磁同步發電機，一個很重要的性能指標，就是固有電壓調整率。因為A / B 。值越大，則電壓調整率越差，那么當B 。一定時，就要求A不可能取較高數值。通常對于小功率同步發電機，一般選取以下經驗值：
7 . 4 . 3永磁體主要尺寸的選擇
設計小功率永磁同步發電機時，根據轉子永磁體放置方式不同，選擇合適的氣隙磁感應強度B 。及A值，再從外特性來推導永磁體尺寸表達式。設電樞繞組電阻為零，則發電機的相量圖如圖7一8所示。由相量圖可得。
當永磁體的體積確定后，首先要滿足氣隙磁位降，確定永磁體磁化方向高度hm，再確定永磁體寬度b 。，最后確定永磁體長度1．。
7 . 4 . 4定轉子主要尺寸的確定
小功率永磁同步發電機定轉子主要尺寸確定時，首先應確定轉子的主要尺寸。
1．轉子主要尺寸的確定
當轉子永磁體放置方式確定后，要根據永磁體尺寸確定轉子徑向尺寸，即轉子外徑DZ 。
7 . 4 . 1設計特點
除了勵磁系統采用永磁體之外，小功率永磁同步電機 的工作原理與電勵磁同步發電機基本相同，所以小功率永磁同步發電機的設計方法與電勵磁同步發電機也應該相同。但是由于永磁材料的介人，此種發電機也有它獨特的特點。
l）由于永磁材料的引人，小功率永磁同步發電機的最大特點就是發電機制成后，勵磁磁場不能人為調節，所以在設計時要求發電機外特性要硬，從而保證它的電壓調整率變化不大，以滿足技術條件的需要，因而在設計時電負荷A的選取要比電勵磁機小得多。由于永磁同步發電機無勵磁繞組，而永磁體磁阻又很大，因而永磁同步發電機同步電抗要比電勵磁發電機同步電抗小得多，而且。為了降低永磁同步發電機的固有電壓調整率，首先常需要選用剩余磁感應強度Br大、矯頑力H 。大、回復磁導率拜r小的永磁材料，如NdFeB永磁材料；其次還應增大永磁體磁化方向的長度，使工作點提高，削弱電樞反應的影響；再次，為減少電樞電阻和漏抗，應減少每相串聯匝數和增大導線截面積。
2）永磁同步發電機永磁體工作點最好選在永磁體退磁曲線最大磁能積點附近，這樣可以充分利用永磁體提供的有效磁能，同時永磁體工作點選擇又是在回復直線上。
3）由于永磁材料復雜性及分散性，以及永磁體溫度系數、漏磁系數等因素的影響，永磁體選擇后還應增加一定的裕度。
7 . 4 . 2電磁負荷的選擇
對于電勵磁同步發電機，當額定容量和頻率一定時，主要尺寸取決于它的電磁負荷（A 、 B 。）。對于某一系列發電機，A 、 B 。值變化不大，但對于永磁同步發電機，采用不同的永磁材料及磁路結構，則提供的氣隙磁感應強度及線負荷可以有較大區別。L氣隙磁感應強度B 。的選擇發電機在進行機電能量轉換的過程中，主要是通過氣隙來實現的，對一般發電機，氣隙磁位降要占整個磁位降的80％左右，而永磁同步發電機的氣隙要比電勵磁同步發電機大得多，因而氣隙磁位降所占比例更大。在選用NdFeB永磁材料時，為了充分利用磁性材料的磁能，一般都選擇剩余磁感應強度B，大于0 . 9T，矯頑力H 。大于640kA / m 。假如我們預估空載永磁體產生的磁感應強度，那么永磁同步發電機的氣隙磁感應強度。
2．線負荷A的選擇
線負荷選擇主要考慮到發電機的散熱條件，當散熱條件好時，A可選取大些；反之，A則要選小些。但是，對于小功率永磁同步發電機，一個很重要的性能指標，就是固有電壓調整率。因為A / B 。值越大，則電壓調整率越差，那么當B 。一定時，就要求A不可能取較高數值。通常對于小功率同步發電機，一般選取以下經驗值：
7 . 4 . 3永磁體主要尺寸的選擇
設計小功率永磁同步發電機時，根據轉子永磁體放置方式不同，選擇合適的氣隙磁感應強度B 。及A值，再從外特性來推導永磁體尺寸表達式。設電樞繞組電阻為零，則發電機的相量圖如圖7一8所示。由相量圖可得。
當永磁體的體積確定后，首先要滿足氣隙磁位降，確定永磁體磁化方向高度hm，再確定永磁體寬度b 。，最后確定永磁體長度1．。
7 . 4 . 4定轉子主要尺寸的確定
小功率永磁同步發電機定轉子主要尺寸確定時，首先應確定轉子的主要尺寸。
1．轉子主要尺寸的確定
當轉子永磁體放置方式確定后，要根據永磁體尺寸確定轉子徑向尺寸，即轉子外徑DZ 。
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