单相永磁同步电动机稳态性能计算
常晓军，王建辉
(上海交通大学，上海200240)
摘要：从介绍了一种计算分析单相电容运行永磁电动机稳态性能的方法。计算分析以定子与转子的不对称性的坐标系变换、电压迭代法为基础，得到单相永磁同步电动机的稳态负载性能。
关键词：单相永磁同步电动机；稳态性能；坐标系变换；电压迭代
中图分类号：tm341 文献标识码：a 文章编号：1llil4—7018(2008)07—0009—04
0引 言
单相自起动永磁同步电动机主要应用于压缩机等需要较高效率的场合。与单相感应电动机相同，它由两相绕组组成，一相绕组中串入电容，并输入单相电压作为能量供给；二者结构上主要的不同点在转子内部是否有永磁存在，性能上则永磁同步电动机要高出感应电动机8％以上[5]。
单相自起动永磁同步电动机的转子采用径向式永磁结构，结构图如图1所示。
一般情况下定子的主副相绕组串联匝数是不同的，转子在结构上也不完全对称，因此单相永磁同步电动机在电路、磁路上都是不对称的，副绕组中串联的运行电容的大小对其同步运行性能也存在很大影响，这些都使得单相永磁同步电动机的稳态性能分析和计算增加困难。
文献[1]中提到了用电压迭代法与对称分量的方法来解决单相永磁同步电动机的负载特性计算，其迭代过程需要已知电机的交直轴阻抗、负序阻抗的大小。而对于单相永磁同步电动机，交、直轴阻抗与电动机的运行状况是密切相关的，也就是说，由于定子电流在不同负载情况下，必然引起电机磁路上的变化，对于交、直轴电枢反应电抗、负序阻抗来说也必然是变化的，所以文献[1]中提到的方法有一定的局限性。
文献[2]提出了采用“电势法”来计算三相同步电动机同步电抗的方法。这种方法是基于三相同步电动机的计算同步电抗的方法，而单相同步电动机与三相同步电动机在各方面都有许多不同，无法直接应用这种方法。
文献[4]提出了单相永磁同步电动机稳态性能的计算方法，但是该方法没有从整体的角度提出单相永磁同步电动机的计算方法。
本文采用对称分量法、电压迭代法、坐标系变换等方法，得到单相永磁同步电动机的稳态性能的计算方法：
1.2电压与电流变换
由于定子主、副绕组在结构与电路上的不对称，因此首先经过绕组变换将定子主、副绕组转换为两相对称绕组，然后对变换后的电压、电流进行对称分量变换，得到对称条件下的正、负序电压和电流：
由于定子主、副绕组电阻与漏抗经过变换后并不相同，为了使定子主、副绕组变换后的电阻与漏抗也相同，定义：
2程序总框架
由于单相永磁同步电动机的定子绕组分布为正弦分布，因此，只需要考虑其总的匝数和绕组系数，然后根据槽满率的要求计算主、副绕组的最小电阻，使其效率****。
首先规定定子主、副绕组的匝数，其次根据指定结构的定子、转子得到其电阻及漏抗，图5为程序结构流程。
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