三相永磁同步电机之最大去磁时永磁体工作点校核计算

    永磁直流电动机经常处于起动、堵转、突然停转或突然反转等运行状态，此时绕组中的电流常常是额定电流的几倍甚至十几倍，这样大的电流产生的电枢反应去磁作用是很强的．将使永磁体工作点显著下降。因此从电机运行可靠性出发，在电机设计中必须校核最大去磁工作点，使其位于永磁体退磁曲线拐点之上。在永磁直流电动机中，最大去磁磁动势取决于电机可能产生的最大瞬时电流，这与电机的运行状态有关，现分别计算如下。电动机起动时，在加电压的初瞬间，转子由于质性来不及转动，n=0，E=0。由电压平衡方程可得起动时最大瞬时电流，也就是堵转时电流。

    突然停转是指电动机在电压U下正常运行时，突然将其断电，此时电枢电压U一在U一。的初瞬间，由于转子惯性，电动机转速二来不及变化，相应的反电动势E．也不变，因此突然停转时最大瞬时电流。

    突然反转时，电枢电压由＋U突然变到一U，而由于转子惯性，n和氏都来不及变化，此时的最大瞬时电流。

    将最大瞬时电流代入上述交、直轴电枢磁动势计算公式，求出作用于去磁侧永磁磁极极尖处的每对极的最大电枢去磁磁动势。运用第3章的方法计算出最大去磁时的工作点，设计中应保证电机在发生最大去磁磁动势时，磁极极尖处的永磁体工作点位于退磁曲线拐点之上，即。式中―永磁材料退磁曲线上拐点处磁通密度标么值；h―永磁材料退磁曲线上拐点处退磁磁场强度标么值。

2.永磁直流电动机的设计特点

    永磁直流电动机的设计大部分与电励磁直流电动机相同，主要差别在于励磁部分不同及由此而引起的结构型式和参数取值范围的差异。有关永磁材料和磁极结构型式的选择、磁路计算主要参数、电枢反应和永磁体工作点的计算已在前面介绍，下面主要介绍小功率永磁直流电动机设计中某些特点。永磁直流电动机的磁极结构多种多样，磁场分布复杂，计算准确度比电励磁直流电动机低；而且水磁材料本身性能在一定范围内波动，直接影响磁场大小并使电动机性能产生波动；永磁电动机制成后又难以调节其性能。这些都增加了永磁直流电动机设计计算的复杂性。除了采用电磁场数值计算等现代设计方法尽可能提高计算准确性外，设计中要留有一定的裕度，并充分考虑永磁材料性能波动可能带来的影响。

永磁直流电动机的应用场合极为广泛，不同的使用器具对电机性能的要求大不一样。有的要求伺服性能好；有的要求价格低廉；有的要求效率高、节能；有的则要求功率密度高、体积小；有的工作环境恶劣；有的则对某项指标要求苛刻。因而在设计时不论是主要尺寸和电磁负荷的选择，还是绕组和冲片的设计都有很大差异，选择的范围很大，需要针对用户对电机性能、尺寸和价格的具体要求以及所选用的永磁材料，根据制造厂的现有条件和经验，选择适宜的结构型式和参数值进行多方案分析比较后确定。

3.1主要尺寸选择

永磁直流电动机的主要尺寸是指电枢直径D 。和电枢计算长度与，除了可根据用户实际使用中安装尺寸要求或参考类似规格电机的尺寸确定外，它可根据给定的额定数据来选择。

3.3.1主要尺寸的基本关系式

与传统电机一样，主要尺寸的基本关系式：。

3.3.2电磁负荷的选择

直流电动机的主要尺寸与所选择的电负荷和磁负荷有密切关系。电励磁直流电动机可根据设计要求和经济性，经过优化或分析比较多种方案，找到最佳的电磁负荷值。永磁电机则不同，其磁负荷基本上由永磁材料的性能和磁路尺寸决定，当永磁材料和磁极尺寸选定后，B，就基本上被决定了，在设计时变化范围很小。电机的气隙磁密B，主要由所选用的永磁材料的剩余磁密尽决定。初选时可根据永磁材料和磁极结构选取，通常为（0.6 -0.85〕对于连续运行的永磁直流电动机，一般取电负荷功率小时通常取小值。