一种基于电流补偿的永磁电机转子偏心危害的抑制方法

作     者：刘振清 

作者单位：沈阳工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张炳义

授予年度：2019年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：转子偏心 永磁电机 低速大转矩 电流补偿 

摘      要：随着低速大转矩永磁同步电机驱动系统在重工业的发展和应用,电机的体积也越来越大。大型电机由于累积误差和结构变形普遍存在转子偏心问题,传统电机依靠增加气隙长度降低转子偏心率,而永磁同步电机为降低成本应采用较小的气隙长度,但转子所受径向力合力不为零而导致的振动噪声以及疲劳寿命问题也将凸显出来。因此提出一种基于电流补偿的永磁同步电机转子偏心危害的抑制方法。低速大转矩永磁同步电机转子偏心分析。在分析永磁同步电机转子偏心的基础上,以一台球磨机用低速大转矩永磁同步电机为例,分析转子偏心成因并给出径向不平衡磁拉力的两方面成因,得出抑制转子所受不平衡磁拉力的方法。通过有限元法对转子不偏心、转子偏心以及车削偏心转子外圆三种情况分别给出电机电磁性能,得出转子偏心率与定转子间气隙磁场的关系,进一步得出转子偏心率与气隙磁场畸变率的关系。提出基于电流补偿的永磁同步电机转子偏心危害抑制的方法。将定子绕组分为三部分绕组,每个部分为一个单元三相绕组,每个单元三相绕组由一台控制器独立控制。可通过检测转子轴对定子轴承的压力来控制对应位置的单元绕组的直轴电流来补偿单元绕组所对应的气隙磁场的强度,以达到削弱转子所受的径向磁拉力合力的目的。给出三相三单元绕组永磁同步电机dq轴系下的定子绕组磁链方程、电压方程及转矩方程。通过有限元仿真验证永磁同步电机空载和负载情况下,当采用定子直轴电流补偿的三相三单元绕组设计时,可有效削弱转子偏心后所受的径向不平衡磁拉力,达到消除转子偏心危害的目的。