异步起动永磁同步电动机的设计概述

自起动永磁同步电动机的起动过程

异步起动永磁同步电动机跟普通感应电动机一样，起动中同样要最小转矩倍数、起动电流倍数、起

动转矩倍数。同时，电机牵入同步能力要足够大。转子上装有永磁体的永磁同步电动机起动过程与感应

电动机相比过程更复杂；起动中包括平均转矩和脉动转矩，且这些转矩的幅值均随电动机转速的改变而

变化。 自起动永磁同步电动机可看成将永磁磁极放在鼠笼式感应电动机的转子中。永磁体提供磁通代替电

励磁。起动中的驱动转矩由鼠笼导条产生异步转矩，同时，永磁转矩为制动性质。稳态运行时，永磁转

矩起主要作用；转子转速决定鼠笼导条的异步转矩性质，转子转速大于同步速时，异步转矩为制动性质，

当转速小于同步速时，异步转矩为驱动性质，当转速等于同步速时，异步转矩为零，总而之，鼠笼导条

的作用是让电机运行在同步速。

 异步起动永磁同步电动机的设计

1 永磁同步电机设计范围

永磁同步电动机包括如下范围：a)  额度参数和技术要求：额度功率、相数、额度频率、额度线电压、

极对数、额度效率、启动电流倍数、额度功率因数、启动转矩倍数、失步转矩倍数等10 项数据为电机最

基本数据，后四项是根据实际要求来确定的；b)  主要尺寸：转子磁路结构、气隙长度、定子外内径、转

子外内径、定转子铁心长度、电枢计算长度、定转子槽数、定子每极每相槽数、极矩、硅钢片质量；c)  永

磁体计算；d )  定转子冲片冲片计算；e)  绕组计算；f)  磁路计算；g )  参数计算：电阻、转子绕组质量、

漏抗系数、漏磁导、漏抗、折算系数等；h )  交轴磁化曲线计算；j)  工作特性计算；k)  启动性能计算。

2. 确定设计任务

在设计之前要明确设计任务，应充分考虑电机环境和使用工况基础上，确定电机技术指标和设计参

数。技术指标包括：额定功率、相数、额定效率、额定电压、功率因数、额定频率、转速、起动转矩倍

数、起动电流倍数等。

选取电机初始设计参数

根据所设计电机规格和电机技术指标，根据预估公式、设计经验、计算来确定电机初始设计参数；

主要包括定子内径和铁心有效长度、定转子冲片及槽型尺寸、永磁体尺寸的估算、电枢绕组设计等。

A) 主要尺寸比。定子有效长度与极距之比称为主要尺寸比。当电机体积不变时，主要尺寸比大的电

机，电机细长，反之则较粗短。主要尺寸比对电机技术经济性能有明显的影响。

定子最常用的有四种，梨形槽、梯形槽、半闭口槽和开口槽。其中梨形槽最常用。由给定的定子冲

片即可知道定子冲片内径，再由电动机的功率和电机常数选择电枢计算长度。定子冲片内径D 和电枢计

算长度等等。

3. 永磁同步电机设计的难点也是关键点是转子设计。包括预估永磁体尺寸、确定其槽数、确定磁路结

构。内置式转子常被自起动永磁同步电机采用。内置式转子磁路结构分为径向式、切向式和混合式三种。

其定转子槽数确定虽跟感应电动机同，但槽配合确定不同。槽配合对自起动永磁同步电动机的附加损耗、

振动、噪音、起动性能等有很大影响。