王浙棟

摘 要：隨著社會不斷發(fā)展，稀土永磁同步電力裝置在社會中發(fā)揮作用不斷增加，其應(yīng)用范圍也不斷擴大。稀土永磁同步電力裝置，在制造與設(shè)計時，需要對不同關(guān)鍵環(huán)節(jié)和重要點控制管理，包括低碳、效率、節(jié)能、環(huán)保等節(jié)點的控制。其關(guān)鍵環(huán)節(jié)和重要點控制管理工作，是當(dāng)下電機制造與生產(chǎn)工作中需要處理的問題，也是當(dāng)下世界范圍內(nèi)不同國家討論的焦點。所以，眾多不同國家與組織均發(fā)布稀土永磁同步電力裝置設(shè)計與制造標準，倡導(dǎo)節(jié)能設(shè)計，優(yōu)化設(shè)計方法，最大限度發(fā)揮資源與能源應(yīng)用性，以實現(xiàn)資源最大應(yīng)用目標，發(fā)揮資源全部價值。本文主要就稀土永磁同步電機設(shè)計制造中的控制要點進行分析和研究。

關(guān)鍵詞：稀土永磁同步 ；電機設(shè)計制造；控制要點；分析和研究

前言

高效率、低溫、環(huán)保、低噪聲、低振動、外觀設(shè)計藝術(shù)性與美觀度、結(jié)構(gòu)合理性是稀土永磁同步電機設(shè)計制造中標準和基礎(chǔ)。因此，在實際設(shè)計環(huán)節(jié)，需要全面貫徹這一標準和發(fā)展目標，優(yōu)化設(shè)計，發(fā)揮稀土永磁同步電機最大應(yīng)用性。稀土永磁同步電機在當(dāng)下社會中，不僅在冶金與煤炭領(lǐng)域發(fā)揮較大影響，也在石化等微電機廠發(fā)揮積極作用，利用價值高。因此，我們可以說在未來稀土永磁同步電機發(fā)展空間大，應(yīng)該把其歸類于高節(jié)能環(huán)保設(shè)備，高性能設(shè)備與高附加值設(shè)備中，做好其設(shè)計和制造工作，發(fā)揮稀土永磁同步電機最大應(yīng)用目標。

1稀土永磁同步電機特征

稀土永磁同步電機特征分析和研究，本文主要結(jié)合稀土永磁同步電機結(jié)構(gòu)形式，裝置參數(shù)，稀土永磁同步電機向量圖全面分析和研究。因為轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中，稀土永磁同步電機位于電機直軸位置，對于具有線性能力電機來說，這并不會對關(guān)聯(lián)軸帶來影響。因此，稀土永磁同步電機關(guān)聯(lián)軸電抗與常見同步機區(qū)別不大。但直接軸產(chǎn)生電抗被永磁體影響后，稀土永磁同步電機在氣縫中，應(yīng)該對永磁體進行激勵，通常情況下，在激勵后，稀土永磁同步電機直軸電抗降低，低于交軸同步電抗，尤其是在氣縫較小時，更是如此。

稀土永磁同步電機自身特點和典型特征，在利用曲線分析方法分析后，給出稀土永磁同步電機空載電壓與滿載電壓對比數(shù)值小，短路電流數(shù)值較大。普通類型電機可以對勵磁控制和調(diào)節(jié)，保持磁通恒定，電壓恒定后，良好運行。稀土永磁同步電機外部控制中，無法控制勵磁，在運作環(huán)節(jié)，磁通u影大小變化率大。稀土永磁同步電機轉(zhuǎn)矩角在運行其期間，最大轉(zhuǎn)矩角在大于九十度處存在。這是由于交軸和直軸之間電抗差值大。稀土永磁同步電機最小轉(zhuǎn)矩角度，可能出現(xiàn)負值。

2設(shè)計與制造分析闡述

2.1繞組制造與設(shè)計

稀土永磁同步電機和三相異步電機相比較，設(shè)計方法相同，在繞組方法和形式、線圈設(shè)計距離、線路連接方法上，均是依據(jù)異步電機設(shè)計規(guī)格標準，來開展實際設(shè)計工作。對于某些規(guī)格產(chǎn)品來說，繞組在設(shè)計中，匝圈系數(shù)利用微調(diào)和優(yōu)化設(shè)計，調(diào)整稀土永磁同步電機應(yīng)用功能，利于在實際應(yīng)用期間發(fā)揮稀土永磁同步電機最大作用。和以往電勵磁電機對比分析，稀土永磁同步電機需要利用永磁體，構(gòu)建一個旋轉(zhuǎn)形式立體旋轉(zhuǎn)磁場，定子電流較少。因為稀土永磁同步電機在運作期間，定子繞組會出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，需要設(shè)計相同大小和規(guī)格三相異步電機，把導(dǎo)線截面設(shè)計為符合三相異步電機規(guī)格大小。這樣利于提高裝置生產(chǎn)效率，在實際運用期間，利于操作和官不理，電磁線利用率降低，實現(xiàn)資源合理應(yīng)用目標，設(shè)計成本與制造成本降低，提高稀土永磁同步電機在競爭力和實際應(yīng)用性。

2.2磁極制造與設(shè)計

稀土永磁同步電機設(shè)計與制造中，永磁體設(shè)計主要是對其磁極設(shè)計和制造，磁極設(shè)計與制造存在一定難度，對電機整體應(yīng)用性和功能影響大，關(guān)系著稀土永磁同步電機生產(chǎn)情況。在設(shè)計期間，如果是站在成本角度出發(fā)，對稀土永磁同步電機材料市場分析和調(diào)查，可以看出當(dāng)下稀土永磁同步電機設(shè)計和制造材料市場不斷發(fā)展，材料價格合理，朝向穩(wěn)定方向發(fā)展。例如，稀土永磁同步電機制造中運用的硼稀土材料，穩(wěn)定性好、市場價格合理，是目前許多稀土永磁同步電機制造企業(yè)較為關(guān)注材料類型。

在磁極材料實際制造和加工期間，依據(jù)供貨商提供設(shè)計圖紙和方案，有序開展加工工作。需要注意在是，在加工期間，稀土永磁同步電機轉(zhuǎn)子氣間隙加工完畢后應(yīng)及時做好清理工作，把轉(zhuǎn)子表面和槽內(nèi)部鐵屑材料及時清除，保證轉(zhuǎn)子感干凈度后在開展安裝工作。

2.3稀土永磁同步定子制造設(shè)計

稀土永磁同步電機設(shè)計時，定子設(shè)計與常見永磁同步機設(shè)計方法相同，電機設(shè)計難點和重點集中在定子和轉(zhuǎn)子設(shè)計中，稀土永磁同步電機轉(zhuǎn)子設(shè)計，構(gòu)建為三層磁場障，確保結(jié)構(gòu)對稱性，轉(zhuǎn)子定子和磁障位置相對設(shè)計。如果在相同時間，二者相遇后分離，對轉(zhuǎn)子和定子關(guān)聯(lián)穩(wěn)定性帶來影響，磁阻出現(xiàn)不連續(xù)運作形式，轉(zhuǎn)矩脈沖增加。為了降低稀土永磁同步電機轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)脈動頻率，避免磁障與定子齒輪在相遇出現(xiàn)問題，在轉(zhuǎn)子設(shè)置為對稱結(jié)構(gòu)后，明確其中一組磁障具體位置，對其它不同組別磁障，逆時針旋轉(zhuǎn)。直達到把磁障定子與邊緣位置分離，安放在不同位置。如果在設(shè)計期間，運用到SRM三相轉(zhuǎn)矩脈動，需分析SRM障礙，分析空氣槽安全性，在電機加工處理過程中，轉(zhuǎn)子不對稱將會影響轉(zhuǎn)子質(zhì)量。因此，電子轉(zhuǎn)子利用制造設(shè)計，利用硅鋼片材料設(shè)計，以疊加形式，把其中部分疊片旋轉(zhuǎn)一般八十度后，把硅鋼片疊加處理，降低由于電機質(zhì)量不佳，影響電機性能，避免電機出現(xiàn)噪聲和振動。

3常見問題闡述

近些年，稀土永磁同步電機由于自身良好特性，在社會工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)揮意義影響，被廣泛應(yīng)用。但是，稀土永磁同步電機永磁材料財務(wù)支出大，稀土資源是用具有不可再生性，在應(yīng)用期間，污染嚴重，因此需要做好稀土永磁同步電機建設(shè)和制造工作，分析其設(shè)計和制造的常見問題。詳細來說，在稀土永磁同步電機設(shè)計和制造期間，發(fā)現(xiàn)在磁極裝配期間，容易出現(xiàn)磁極反向和錯位等問題，降低稀土永磁同步電機的應(yīng)用性能，導(dǎo)致稀土永磁同步電機產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)。磁極位置錯誤是由于磁極槽內(nèi)部和磁極間隙之間距離大，槽內(nèi)部存在毛刺，裝配質(zhì)量較差等不同原因?qū)е?。磁極錯位對稀土永磁同步電機磁路影響大，降低其實際應(yīng)用性能，磁路對對稱性降低，寄生電磁出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩，出現(xiàn)電磁噪聲。稀土永磁同步電機子磁極能力強大，材料脆弱，在材料運輸期間，材料存放期間，材料裝配期間應(yīng)該十分注意，避免因為磁極損壞導(dǎo)致安全事故發(fā)生，影響相關(guān)人員人身安全。稀土永磁同步電機具有較好應(yīng)用能力，其在應(yīng)用期間，不可避免會存在一些問題，要想實現(xiàn)稀土永磁同步電機最大應(yīng)用目標，應(yīng)該及時對出現(xiàn)問題處理和控制。

4稀土永磁同步電機在制造和設(shè)計期間問題控制

4.1磁極反向和錯位控制

由上文闡述中可以看出，稀土永磁同步電機在應(yīng)用期間，容易出現(xiàn)磁極反向和磁極錯位現(xiàn)象，這些不同問題的出現(xiàn)，對稀土永磁同步電機應(yīng)用性能影響較大，降低整體應(yīng)用性能，導(dǎo)致電機產(chǎn)品質(zhì)量不過關(guān)。因此，需要對稀土永磁同步電機磁極控制和管理，降低稀土永磁同步電機錯位與反向出現(xiàn)頻率。通常來說，稀土永磁同步電機磁極錯位問題，是因為磁間隔系數(shù)大，磁極內(nèi)部槽內(nèi)粗糙，毛刺較多等問題，導(dǎo)致稀土永磁同步電機質(zhì)量降低。一旦稀土永磁同步電機出現(xiàn)磁極錯位，將會對磁路帶來消極影響，不但影響磁路應(yīng)用性能，磁路對稱性降低，出現(xiàn)電磁噪聲。對于這一問題，增強稀土永磁同步電機磁極裝配質(zhì)量，清除磁極槽內(nèi)部毛刺，利用粘合劑把磁極固定，避免錯位現(xiàn)象出現(xiàn)。

對于磁極反向處理，導(dǎo)致這一問題出現(xiàn)主要原因是由于在磁極清理工作后，磁極中N、S標志缺失，標志模糊不清，影響后續(xù)裝配工作。一旦磁極反向現(xiàn)象對稀土永磁同步電機整體應(yīng)用價值帶來影響，降低實際應(yīng)用性，磁通數(shù)量減少，稀土永磁同步電機產(chǎn)品不合格。對于這一問題處理，可以利用實驗磁鋼，對電機磁極檢測，在開展裝配工作前期檢測磁極一致性，是否存在差異，避免磁極裝配出現(xiàn)反裝現(xiàn)象。

4.2實驗環(huán)節(jié)關(guān)鍵點控制

勵磁在稀土永磁同步電機發(fā)揮積極影響，不具有調(diào)節(jié)性。運走參數(shù)和系數(shù)檢測困難。因此，企業(yè)在裝配期間，結(jié)合自身實際情況和稀土永磁同步電機應(yīng)用目標，編制稀土永磁同步電機檢測標準和鑒定大綱，利用三相異步檢測方法，納入牽入轉(zhuǎn)矩，感應(yīng)和分出電勢，利用矢步轉(zhuǎn)矩檢測等，對稀土永磁同步電機檢測。這樣可以及時發(fā)現(xiàn)稀土永磁同步電機磁極勵磁運行問題，及時對關(guān)鍵點控制和管理。在木實驗環(huán)節(jié)，在實驗期間，為了提高實驗效率與質(zhì)量，利用是SRM對多目標完善和優(yōu)化處理，利用井口實驗方法，建立在遺傳算法基礎(chǔ)上，控制勵磁和轉(zhuǎn)子變化率，優(yōu)化取值范圍，利于站在整體角度，發(fā)揮全局尋優(yōu)能力。

5結(jié)語

稀土永磁同步電機在當(dāng)下社會中，不僅在冶金與煤炭領(lǐng)域發(fā)揮較大影響，也在軍工與石化等等微電機廠發(fā)揮積極作用，利用價值高。因此，為了提高其應(yīng)用價值，在實際設(shè)計期間，需做好繞組制造與設(shè)計工作，磁極制造與設(shè)計工作，稀土永磁同步定子制造設(shè)計工作，做好不同環(huán)節(jié)設(shè)計工作材料管理工作。對存在問題技術(shù)控制和管理，增強稀土永磁同步電機磁極裝配質(zhì)量，清除磁極槽內(nèi)部毛刺，利用實驗磁鋼，對電機磁極檢測，在開展裝配工作前期檢測磁極一致性，解決掉稀土永磁同步電機錯位和反向問題，在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮永磁同步電機最大作用。

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