[01633443]低谐波高效永磁同步电动机技术及其应用

低谐波高效永磁同步电动机技术的研究起始于2003年，项目主体研究完成于2006年。　　本项目的任务来源主要有：　　（1）上海市教委科研项目“船舶电力推进用双三相永磁同步电机的研制”，项目编号FB0407；　　（2）横向项目“永磁同步电机的研究”，项目编号SMUwbl0401.1。本项目属于电机技术领域。 永磁同步电动机是节材节能型电机产品，符合国家产业政策支持发展的方向。国内外对永磁同步电机技术的研究一直方兴未艾。本项目立项时，内置式永磁同步电动机的转子均采用了均匀的磁钢槽结构，这种结构的永磁同步电动机气隙磁密谐波含量丰富，抑制了效率的进一步提高。沈阳工业大学发明了一种正弦波的永磁同步电动机结构，采用“转子外圆圆心偏离定子内圆圆心”的方法，造成气隙不均匀，有效削弱了气隙磁密谐波含量。但这种方法增加了制造难度，工艺上实施困难，故并未投入实用。　　本项目发明了“一种低谐波永磁同步电机的转子”，应用非均匀磁钢槽技术，不但可有效削弱谐波，而且制造加工工艺和普通结构的永磁同步电机相近。通过对永磁同步电动机转子制造工艺的研究，提出了将磁钢“分段分块”的措施，有效解决了磁钢嵌入转子的工艺问题。为进一步提高永磁电机的效率，发明了可以使用普通三相电源的“一种双三相电机”。本项目还发明了一种适合于电机制造公司的永磁同步电动机的工程设计方法，开发了“一种磁性槽楔”及使用该槽楔的“一种节能交流电机。”为限制启动电流，发明了将启动装置与电机集成的技术方案；又发明了将变频装置与永磁同步电机集成的“一体化永磁同步电机”，增加了永磁同步电机的使用功能。通过对多相电机数学模型的研究，提出了基于绕组变换的双三相电机的建模方法。　　至2008年底，本项目已获授权发明专利1项，授权实用新型专利12项，另有5项发明专利在审，发表论文21篇。与现有技术的永磁同步电机相比，采用本发明的低谐波永磁同步电机的转子结构后，可明显改善电机气隙磁密波形，削弱谐波含量，提高电机效率，降低电机噪声。所研制的低谐波高效永磁同步电动机比一般结构的永磁同步电动机效率提高1个百分点以上，比普通异步电机效率提高3-11个百分点以上。本项目的创造性和先进性主要表现在：（1）发明了一种新颖的永磁同步电动机转子磁路结构。（2）双三相电机比三相电机的效率高，但必须由双三相逆变器供电。发明了将移相器与双三相永磁同步电动机结合于一体的技术方案，可以使用普通三相电源，因而拓展了双三相电机的应用领域。（3）发明了一套适合于制造工厂的工程设计方法，可以使工程师迅速确定预方案。（4）提出了一种基于绕组变换的双三相交流电机的数学建模方法，该方法物理概念清晰，实施方便容易。