7.5KW/1500rpm自启动永磁同步电机设计(2)
1.3 当前永磁同步电机的现状及应用领域 6
1.4 永磁同步电机的研究热点和发展趋势 8
1.5 本次永磁同步电机设计 9
2 自启动永磁同步电机设计 9
2.1 永磁材料介绍 9
2.2 永磁材料的性能参数评估要点 11
2.3 永磁同步电动机的基本结构 12
2.4 永磁同步电机稳态运行性能分析 13
2.5 永磁同步电机参数分析 16
2.6自启动同步电机启动过程 ....... 18
2.7自启动永磁同步电机牵入同步机理 21
3 7.5KW/1500RPM自启动永磁同步电动机的计算 22
3.1 磁路计算特点 22
3.2基础数据的确定及其设计计算 22
3.3 设计结果分析 34
4 全文总结 34
参考文献 35
一 绪论
本章节介绍了永磁同步电机的发展情况和发展背景，以及本次毕业设计的选题背景，结合当前永磁同步电机的应用情况来分析当前甚至以后永磁同步电机的适用和研究趋势，并对现阶段国内外永磁同步电机的实际现状加以分析说明。
1.1自启动永磁同步电机
要弄清楚什么是永磁同步电机我们先来说一说什么是同步电机。通常来说电机分为同步电机和异步电机，这里我们总体来说一下同步电机，简单来说同步电机也就是一种交流电机，在同步电机稳态运行时，电机转子的转速和电网频率之间有不变的关系，用公式说明即n=ns=60f/p，在公式中f表示电网频率，p表示电机的极对数，ns称为同步转速。如果电网的频率保持不变，则稳态时的 同步电机的转速恒为常数，与负载的大小无关。一般来说同步电机分为同步电动机和同步发电机。弄清楚了什么是同步电机，那么永磁同步电机就比较好说明了，顾名思义，永磁同步电机就是在当前的永磁材料的技术成熟以后，使用永磁体来代替了电激磁磁极，这样一来，使得同步电机的结构简单化，又省去了转子的滑环和电刷，从而实现了无刷结构，缩小了转子的体积，没有了激磁磁流电源，就避免了激磁损耗和发热。所以在当今大多数的中小功率同步电机都使用了永磁结构，也就是我们这里的永磁同步电机。而自启动则是电机的启动方式。
1.2永磁同步电机的发展
永磁同步电机的诞生始于上个世纪，它以永磁体激磁代替了激磁绕组激磁，这一转变意义重大，它省略了普通同步电机锁特有的集电环和电刷，提干了发电机运行时的可靠性，同时也进一步提高了电机的效率和功率。
永磁同步电机的发展主要体现在永磁材料的发展上，其实上，世界上第一台电机就是永磁同步电机，19世纪20年代，当时所有的永磁材料都是天然磁铁矿石，磁能密度很低，用它制成的电机的体积就十分的庞大，不久之后就被电励磁电机锁取代。之后，随着个重点及迅速发展的需要以及电流充磁器的发明，永磁材料也得到了更加深入的研究，具体体现在永磁材料的机理，构成和制造技术，相继发现了碳钢，钨钢等多种永磁材料。值得一提的是20世纪30年代出现的铝镍钴永磁和20世纪50年代出现的铁氧体永磁，使得磁性能有了非常大的提高，这是各种微型和小型的电机有开始使用永磁体励磁。永磁电机功率小的只有数毫瓦，大的有几十千瓦，在工农业生产，日常生活甚至是军事方面都得到了广泛的应用。伴随而来的是这一时期的永磁电机的设计理论，计算的方法，充磁和制造技术都有了长足的发展，形成了以永磁体工作图图解法为代表的一套分析研究方法，但是，铝镍钴永磁的矫顽力偏低（36～160 kA/m），而铁氧体永磁的剩磁密度又不高（0.2～0.44 T），在很大程度上限制了它们在电机中的应用范围。这一格局一直到20世纪60年代和20世纪80年代才被打破，稀土钴永磁和钕铁硼永磁（二者统称稀土永磁）相继被人们发现，它们有着高剩磁密度、矫顽力很高、高磁能积和线性退磁曲线的优异磁性能非常的适合用于制造电机，从而使永磁同步电机的发展步入了一个新的历史时期。