申请/专利权人：沈阳工业大学

申请日：2020-02-24

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN111181452B

主分类号：H02P6/182

分类号：H02P6/182;G01R31/34

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2020.06.12#实质审查的生效;2020.05.19#公开

摘要：本发明属于永磁电机性能补偿方法，尤其涉及一种永磁电机批量生产中永磁励磁性能差异的补偿方法。其包括以下步骤：步骤1、根据感应电动势决定永磁同步电机运行性能的基本原理，判断永磁励磁性能差异性；步骤2、对永磁励磁性能差异进行补偿，确定合格产品。本发明通过调整设计参数保证感应电动势不变，从而降低永磁电机性能的差异性甚至保持性能不变，降低电机生产企业产品废品率，提升了企业的经济效益。

主权项：1.一种永磁电机批量生产中永磁励磁性能差异的补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、根据感应电动势决定永磁同步电机运行性能的基本原理，判断永磁励磁性能差异性；永磁同步电动机的感应电动势和剩磁密度的关系为： 式中，E0为空载反电动势，单位为V；f为额定运行频率，单位为Hz；Kdp为绕组系数；N为每相绕组串联匝数；KΦ为气隙磁场波形系数；bm0为永磁体空载工作点；Br为剩磁密度，单位为T；Am为每极磁通经过的截面积，单位为cm2；σ0为空载漏磁系数；则能够通过对永磁同步电动机空载反电动势的测定，来反映剩磁密度的差异性，即永磁励磁性能的差异性；步骤2、对永磁励磁性能差异进行补偿，确定合格产品；所述步骤2中，对永磁励磁性能的差异补偿通过调整电机绕组每相串联匝数和线径大小实现，满足槽满率不超过极限值的条件下使实际空载反电动势接近设计值；所述步骤2中，当电机的空载反电动势测试值低于设计值时，说明永磁体实际的剩磁密度低于标称值；为了补偿过低的磁性能，提高电机运行性，需增加电机的电负荷，即增加电机每相绕组串联匝数；为了保证与原设计相比槽满率不变，增加匝数的同时应该减小漆包线线径；当电机的空载反电动势测试值高于设计值时，则应减少电机每相绕组串联匝数，同时增大漆包线线径，保证实际的空载反电动势尽可能地接近设计值；每相串联匝数变化值ΔN取值原则是，补偿后的空载反电动势接近设计值，即E0N+△N≈E0设计，式中E0为空载反电动势，N为每相绕组串联匝数，ΔN为每相串联匝数变化值；漆包线线径变化值Δd取值原则是，满足下式中槽满率Sf不变； 式中Ni为并绕根数，Ns为每槽导体数，ΔNs为每槽导体数变化值，d为线径大小，Aef为槽有效面积；所述步骤1中，永磁同步电动机永磁励磁性能差异的判定通过测定电机空载反电动势实现，所述空载反电动势通过反拖法或最小电流法获得，若|测试值-设计值|设计值5％，说明永磁励磁性能存在差异性；通过空载反电动势判断永磁励磁性能及电机性能的原理是：永磁同步电动机交、直轴电流的表达式为： 式中Id为直轴电流，Iq为交轴电流，U为相电压有效值，θ为电机功角，Xd为直轴同步电抗，Xq为交轴同步电抗；永磁同步电动机的电磁功率表达式为： 式中m为电机相数，E0为空载反电动势，U为相电压有效值，θ为电机功角，Xd为直轴同步电抗，Xq为交轴同步电抗；假定永磁体剩磁密度低于标称值，根据公式1，空载反电动势E0减小，则通过公式4，空载反电动势的减小导致功角θ增大，再根据公式3，随着功角的增加，直轴电流Id减小，而交轴电流Iq增大，由于交轴电流幅值远大于直轴电流，定子电流增加，此时铜耗和杂散损耗也增加，虽然铁耗减小，但总损耗增加，因此效率减小；反拖法是用原动机拖动被试电动机，在同步转速下做发电机空载运行，测定被试机输出端的三个线电压，取其平均值即为空载反电动势；原动机选用同极数同功率的三相同步电动机，或选用同极数同频率的三相异步电动机，试验时要调整三相异步电动机的频率使其达到三相永磁同步电动机的同步转速；或选用不同极数不同频率的同步机或异步机，但要确保达到被试机的同步转速；最小电流法是被试机在额定电压额定频率下空载运行到机械耗能稳定，调节其外加电压，使其空载电流达到最小；其中，外加端电压平均值即为永磁同步电动机的空载反电动势；补偿后电机的空载反电动势，若|测试值-设计值|设计值2％，则确认该电机为合格产品。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 沈阳工业大学 一种永磁电机批量生产中永磁励磁性能差异的补偿方法

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