本发明专利技术涉及同步电动机，其包括定子（１０）和至少一个具有永磁铁（２１）的转子（２０），其特征在于实现了Ｘ↓［ｄ］＞Ｘ↓［ｑ］；其中Ｘ↓［ｄ］是直接电抗，Ｘ↓［ｑ］是正交电抗。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及旋转电动机械领域。本专利技术特别涉及但并不仅限于永磁同步机械，该种机械能够在较大的转速范围内以基本恒定的功率运行，例如涉及起重机械或电动牵引机械。在涉及起重机械的范围时，它用于使起吊速度与被起吊的负载相匹配，这样在被起吊的负载比较小的时候，就可以减少起吊时间，但同时仍能起吊比较重的物品。在涉及电动牵引机械的范围时，在启动时或在车辆处在上坡位置时，电动机必须能够以低速输出较大的转矩。相反，在平路上时，要输送的负载比较少，车辆可以更快地行进，且无需电动机提供更大的功率。
技术介绍
同步电动机械能够以恒定转矩运行达到一定速度，这种速度称之为基本速度。达到这个基本速度，功率大约与转子的转速成比例地增加。高于这个基本速度时，转矩以大约恒定的功率减小。可以通过组成下面一组术语的电感自感、相位和漏感之间的互感模拟每个电枢相位。这种电感取决于转子相对于定子的角度位置，并且做为与电角频率相关的参照系中分量，这种电感具有直接电感Ld和正交电感Lq。直接电抗Xd表示直接电感Ld乘以电角频率ω之后得出的乘积，而正交电抗Xq表示正交电感Lq乘以电角频率ω之后得出的乘积。转子的转速Ω与电角频率ω相关，其关系是ω＝zΩ，式中z表示成对电极数。在与电角频率相关的参照系中，电枢相位的直接电感Ld是称之为直轴的d轴上的电感值，也就是说，此时电枢电极的轴与该同一相位定子线圈的轴相一致。正交电感Lq是称之为正交轴的q轴上的电感值，也就是说，此时感应电极的轴与该同一相位定子线圈的轴相垂直。人们知道，用于起吊和电动牵引的永磁旋转电动机械主要都是称为“平滑电极”的机械，这种电动机械的直接电抗Xd几乎等于正交电抗Xq。除了平滑电极电动机械外，另外还有一些称为“反向凸极式”电动机械，这种电动机械的直接电抗Xd要显著小于正交电抗Xq。其主要优点是，在正常使用中，向磁铁产生的电动势转矩施加磁阻转矩，此磁阻转矩与直接电抗Xd和正交电抗Xq之差成比例。这样，对于所要求的相同转矩而言，就可以减少磁铁的体积，因此降低了电动机械的成本。对于这种类型的电动机械来讲，存在一个相对于电动势的电流最佳相位超前，在这种情况下，转矩最大。正是保持这个工作点，才达到基本转速。在大于基本转速时，在所有其它条件相等的情况下，电动机械相位接线端子上的电压大于电源经由控制装置加到电动机械上的有效电压，这是因为电动势会随着转速的不同而按比例地变化。为了减少电动机械相位接线端子上的电压，定子绕组的电流及相对于电枢磁通，即磁铁的电枢磁通的相位差会发生变化，目的是建立磁通量，这种磁通量与电枢磁通量部分相反。这种工作原理称之为“去磁通量”，并产生电损耗，而去磁通量需要的电流越大，这种电损耗就越大。为此，需要改进同步电动机械，使同步电动机械在较宽的速度范围内特别是在基本转速以上时，能够以真正恒定的功率高效运行。
技术实现思路
本专利技术所述同步电动机械由于采用了定子和至少一个带有永磁铁的转子，从而满足了这种需要，该电动机械的特征是其设计成具有Xd＞Xq，式中Xd是直接电抗，而Xd则是正交电抗。例如，Xd/Xq＞1.1，甚至最好是Xd/Xq＞1.5。例如，可以是Xd/Xq~‾3.]]>本专利技术所提供的优点如下首先，如果功率因子cosΦ与正交电抗Xq的变化方向相反，Xq值小，获得的功率因子就高。例如，根据所要求的功率因数水平，XqIo/E在0.33和0.6之间，式中Io表示控制器额定功率施加的最大线路电流强度，而E表示电动机械每个相位所感应的电动势。其次，由于磁铁的磁通方向是沿直轴d，所以通过向电枢注入电流，以便沿直轴d产生与直接电抗Xd和沿直轴电流分量Id成比例的磁通量，实现去磁通量。当直接电抗Xd较高时，就可以以较低的直流Id获得相当大的去磁通量，因此所引起的相应损耗就低。因而，这也就降低了控制装置的额定功率，提高了效率。此外，在出现短路情况时，Xd值高就可以减少去磁的风险，这取决于短路电流的值。这个电流同电动势与直接电抗的比率成比例，因此，在直接电抗Xd大时，该电流就小。例如，在所要求的去磁通量范围，XqIo/E在0.66和1之间，式中Io表示控制器额定功率施加的最大线路电流强度，而E表示电动机械每个相位所感应的电动势。达到基本转速，电动机械可以用与电动势同相的电流运行。电动势转矩为最大值，而磁阻转矩则为零。例如，基本转速可以每分钟大于100或200转。在一个特定实施方式中，定子带有定子齿，每个定子齿带有至少一个独立线圈，而这些定子齿没有极靴。这样，就可以特别适合在定子齿上安装预制的线圈，从而简化了电动机械的制造过程。转子有利地是磁通量同心转子，而转子的永磁铁则设置在极片之间。这样就可以减少磁铁数量，因此减少了电动机械的成本。转子极片的形状，特别是这些极片的凸极部分的形状，可以决定直接电抗值和正交电抗值。两个相邻极片的凸极部分可以在二者之间形成凹槽，该凹槽有两个互为相对的棱边，包括径向部分和底部，底部是由至少一个永磁铁的一个端面部分地形成。这样极片的形状就在直接电抗和正交电抗之间形成了不对称，并在直接电抗和正交电抗之间出现较大的正差。每个转子极片可以有转向定子的面，该面有凸部。极片的凸部可以有一个曲率半径，范围在定子半径，特别是定子内半径的20％至30％之间，甚至是大约25％。该凸部的环状端部可以相对于邻近该极片的永磁铁成角度地偏置。相对于邻近永磁铁的环状端部的角度偏置可以在以下范围-对于定子齿数nteeth与转子极片数npoles的比率为3/2或者满足了nteeth/npoles＝6n/(6n-2)关系式(式中n是大于或等于2的整数)的电动机械，角度偏置在80°/nteeth和100°/nteeth之间，例如大约90°/nteeth；-对于满足了nteeth/npoles＝6n/(6n+2)关系式(式中n是大于或等于2的整数)的电动机械，角度偏置在50°nteeth和70°/nteeth之间，例如大约60°/nteeth；转子的每个永磁铁都可以径向地后置于两个邻近极片凸部的环状端部。磁铁在径向方向上相对于凸部的环状端部的后置范围是定子半径，特别是定子内半径的10％和20％之间，例如大约15％。转子的每个极片都可以有两个肩部。两个邻近极片的肩部之间设置永磁铁。转子的每个极片都有向定子方向延伸的带径向边缘的凸极部分，该径向边缘相对于邻近该极片的永磁铁径向边缘成角度地偏置。在沿转子的转动轴线方向来观察电动机械时，转子的永磁铁可以有在径向方向上狭长形状的横断面。特别地，沿转子的转动轴线方向观察电动机械时，转子的永磁铁带有长方形断面，其长边方向与电动机械的半径并行。在本专利技术的一个特定实施方式中，选择Xd/Xq比率，以便在转子最大转速时，电压和电流相同的情况下能够获得与基本转速时获得的功率基本相同的功率，。从获得上述结果Xd/Xq比率的可能数值中，最好选择最小值，以避免出现较高的凸极性，因为凸极性高则会引起较小开口的极片，出现较大的等效隙缝，并最终增加磁铁体积，提高电动机械的成本和重量。凸极性高还会降低电动机械能够输出的最大转矩，限制了电动机械的过载性能。定子可以有6n定子齿，转子可以有6n±2极片，n大于或等于2。这种结构可以使转矩脉动和电压谐波得以降低。该电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种同步电动机械，包括：－定子（１０）；－至少一个带有永磁铁（２１）的转子（２０）其特征在于设计该电动机械使其具有Ｘ↓［ｄ］＞Ｘ↓［ｑ］，其中，Ｘ↓［ｄ］是直接电抗，而Ｘ↓［ｑ］是正交电抗。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿戴夫阿鲍阿凯，杰魁斯圣米歇尔，
申请(专利权)人：勒鲁瓦索梅尔发动机公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。