三相永磁同步电机之交、直轴电枢反应电抗

对一台内置式水磁同步电动机的电磁场进行数值计算发现：当电动机直轴电流N增大到I，时，其直轴电枢反应电抗x “从330 。增至3500；而当交轴电流从0 . oosIN增大到I 、时，交轴电枢反应电坑凡，从124 . 4 。降至897 。 。可见，乏在计算水磁同步电动机的交、直轴电抗时，可不考虑X “的非线性，但必须考虑交轴磁路的饱和对X，的影响从电动机相量图出发，可得电动机直轴内电动势图（V）式中，当电动机运行于去磁状时取“一”号；当电动机运行于增磁状态时取“ + ”号。由此可得直轴电枢反应电抗。

5 . 3交、直轴电枢磁动势折算系数

交、直轴电枢磁动势折算系数K和K “反映了电动机磁路结构对电动机电枢反应电抗弋，和X “的影响。转子磁路结构不同，电动机的交、直轴电枢磁动势折算系数也各有差别根据定义可知、犬“ J＝尺日／犬，尺一天，/ Kf 。 K，可由式（6一28）确定，K，和KJ为电动机交、直轴电枢反应磁密的波形系数。对近似于隐极电动机性能的表面凸出式稀土永磁同步电动机，K过＝K 。＝1，因而其直、交轴电枢磁动势折算系数为。而表面插入式和内置式永磁同步电动机，则K 、和K，与电动机的极弧系数、永磁体尺寸和电动机气隙长度等许多因素有关，较难用解析法准确计算，一般需用电磁场数值计算求出气隙磁场分布．然后用谐波分析确定其基波后得出，或直接采用经验值。

6异步起动永磁同步电动机的起动过程

异步起动水磁同步电动机与普通感应电动机一样，在起动过程中也要求具有一定的起动转矩倍数、起动电流倍数和最小转矩倍数。此外，还要求电动机具有足够的牵入同步能力。永磁同步电动机由于在转子上安放了水磁体，使得其起动过程比感应电动机更为复杂；在起动过程中既有平均转矩，又有脉动转矩，且这些转矩的幅值均随电动机转速的改变而变化。下面对异步起动永磁同步电动机的起动过程进行简要分析。

6.1起动过程中的电磁转矩

为便于分析，假设整个起动过程非常缓慢，电动机在不同异步转速下稳定运行。从描述异步起动水磁同步电动机瞬态行为的复数形式微分方程出发，经过一系列复杂的运算和整理后，可得到如下的电磁转矩表达式。

6 .1.1起动过程中的平均转矩

为清晰起见，先不考虑水磁体的作用，就可把三相水磁同步电动机看成一台转子磁路不对称的二相感应电动机。在起动过程中，当定子绕组馈以频率为f的三相对称交流电流时，在气隙中产生的磁场以同步转速，旋转。设起动某一瞬间电动机的转差率为，电动机转子以n一（1一、）n的转速旋转，则在转子起动绕组中感应出频率为sf的交流电流。由于转子磁路的不对称，Xd护X 。，转子电流所产生的磁场可分解成正、反两个旋转磁场，相对于转子的转速分别为和一仇上，相对于定子的转速分别为和1。转子的正转旋转磁场与定子旋转磁场的转速都是沪，（相对于定子），彼此相对静止，相互作用产生感应电动机那样的异步转矩7转子的反转旋转磁场在定子绕组中感应出频率为（1一2 , ) j的电流I 。，I＊所产生的定子旋转磁场转速也是（l一2 , ) " 1，与转子反转磁场也是彼此相对静止，两者相互作用产生另一异步转矩，称为磁阻负序分量转矩认这相当于又一台感应电动机，但转子是初级绕组，定子是次级绕组。当。一街／2，即，一05时，( l一2 , ) f ?。，相当于这台感应电动机运行于同步转速，在次级绕组（定子）中无感应电流，转矩为零。当。＞, / 2，即，＜。．5时，( l一25 ) n，为正值，这意味着这一对旋转磁场的转向与，，相同，作为次级绕组的定子受到沿，方向的异步转矩；但定子不动，故转子受到一个与两方向相反的转矩，即制动转矩，孔＜。当n＜。／2，即‘＞。5时，则相反，转子受到一个与”方向相同的转矩，7 ' t > 0o

下面再分析转子中水磁体的作用。转子永磁体所产生的磁场以n一（l一s ) n旋转，在定子绕组中感应出频率为（l一，) f的电流I ，这相当于一台转速为n，定子绕组通过电网短路的同步发电机，对转子作用的是发电制动转矩T ,因此，永磁同步电动机起动过程中的总平均转矩Ta由孔,和了三个平均转矩分量构成，即。