ЭКВИВАЛЕНТНАЯ СХЕМА МАГНИТНОЙ ЦЕПИ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ С ИНКОРПОРИРОВАННЫМИ МАГНИТАМИ

Одним из важнейших этапов проектирования синхронного двигателя с инкорпорированными магнитами является расчет магнитной системы, который упрощенно можно осуществить с помощью метода эквивалентных схем магнитных цепей. Рассмотрена магнитная цепь синхронного двигателя с инкорпорированными в роторе магнитами, имеющая четыре участка: постоянные магниты с полюсом из магнитомягкой стали; участки рассеяния магнитного потока, включающие воздушные барьеры и стальные мосты; воздушный зазор; пазы, зубцы и ярмо статора. Получена эквивалентная схема магнитной цепи. В качестве постоянных магнитов использованы высокоэнергетические магниты, у которых кривая размагничивания описывается линейным уравнением. Магнитный поток на полюс создается двумя магнитами. Падением магнитного потенциала в стали полюса пренебрегали вследствие допущения о том, что магнитная проницаемость полюсов µ = ∞. В конструкции ротора предусматриваются воздушные барьеры и стальные мосты, через которые замыкается магнитный поток рассеяния. Для учета насыщения стальных мостов выполнена линеаризация кривой намагничивания, которая представлена ломаной линией, состоящей из двух прямолинейных участков. Расчет участка магнитной цепи, включающего зубцы и ярмо статора, осуществляли с учетом насыщения стали. При этом магнитные проводимости зубца и ярма зависели от степени насыщения. На основании эквивалентной схемы магнитной цепи получена система из двух уравнений, записанных по первому и второму законам Кирхгофа для магнитной цепи. Данные уравнения позволяют решить две задачи: определить размеры магнитов по заданному значению магнитного потока в зазоре и рассчитать магнитный поток в зазоре при заданной конструкции ротора и статора двигателя. 

1. Штелтинг, Г. Электрические микромашины: пер. с нем. / Г. Штелтинг, А. О. Байссе. – М.: Энергоатомиздат, 1991. – 229 с.

2. Буль, О. Б. Методы расчета магнитных систем электрических аппаратов: магнитные цепи, поле и программа FEMM: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / О. Б. Буль. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – 336 с.

3. Бут, Д. А. Бесконтактные электрические машины: учеб. пособие для электромех. и электроэнерг. спец. вузов / Д. А. Бут. – М.: Высш. шк., 1990. – 416 с.

4. Séguier, G. Electrotechnique Industrielle / G. Séguier, F. Notelet. – Paris: Technique Documentation, 1996. – 484 p.

5. Осин, И. Л. Электрические машины: синхронные машины: учеб. пособие для вузов по спец. «Электромеханика» / И. Л. Осин, Ю. Г. Шакарян; под ред. И. П. Копылова. – М.: Высш. шк., 1993. – 304 с.

6. Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники: электрические цепи: учеб. для студ. в электротехн., энергетич. и приборостроит. спец. вузов. – 7-е изд., перераб. и доп. / Л. А. Бессонов. – М.: Высш. шк., 1978. – 528 с.

7. Ледовский, А. Н. Электрические машины с высококоэрцитивными постоянными магнитами / А. Н. Ледовский. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 168 с. 8. M i l l e r, T. J. E. Brushless Permanent-Magnet and Reluctance Motor Drives / T. J. E. Miller. – Oxford: Clarendon Press, 1989. – 207 р.

8. Иванов-Смоленский, А. В. Электрические машины: учеб. для вузов / А. В. Иванов-Смоленский. – М.: Энергия, 1980. – 928 с.

9. Бронштейн, И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. – М.: Наука. Главная ред. физ.-мат. лит-ры, 1981. – 720 с.