路灯车转子磁路结构的选择:  花都路灯车出租, 花都路灯车租赁, 路灯车出租   不同转子磁路结构对路灯车用永磁同步电机的弱磁调速性能、电机效率等都有重要影响。一般来说，表面式结构气隙磁密波形较好，空载杂散损耗较小，并且工艺简单、成本低，但永磁体直接面向气隙，涡流损耗相比内置式结构大；内置式结构气隙磁密波形谐波含量相对较大，但永磁体深埋转子内部，永磁体损耗较小，而且可以利用磁阻转矩，提高电机功率密度。本文设计的新型的路灯车用永磁同步电机的磁路结构选用表贴式结构，主要原因如下：一、由于新型的路灯车用外转子永磁同步电机轴向长度很长，并且为外转子结构，永磁体装配困难，采用内置式磁路结构增加了加工的难度，使电机成本增加；二、新型的路灯车用永磁同步电机的转子外径被限制，采用内置式磁路结构使定子外径变小，增大电机的铜耗，使电机效率下降。

     气隙长度的确定:  与传统电机气隙长度的选取不同，路灯车用永磁同步电机由于转子上缠绕钢丝提升重物，电机各部件产生变形，气隙长度选择较小，容易发生“扫膛”事故；如果气隙长度选择较大，会使永磁体的用量增加，进一步导致电机的成本增加。为了合理的选择气隙长度，应该先计算极端情况下电机各部件变形量的总和，按照电机设计要求总挠度不应超过电机气隙的10%的原则，确定电机气隙长度的最小值。在保证机械性能的前提下，考虑电机的电磁性能。首先，考虑电机的各个部件受力产生的变形，主要考虑卷筒和空心轴的变形。

  （1）卷筒变形分析:  卷筒在驱动力的作用下旋转并卷绕绳索，从而提升重物，钢丝绳一圈一圈均匀缠绕到卷筒上，卷筒受到来自钢丝绳的作用力，并会在钢丝绳产生的力的作用下发生变形和强度破坏。根据卷筒结构特点和运行形式，卷筒工作时，受到钢丝绳最大拉力的作用，它主要承受钢丝绳缠绕箍紧所产生的压缩应力、扭转应力和弯曲应力，当卷筒长度小于三倍直径（L<3D）时，弯曲和扭转应力一般不超过压缩应力的10%～15%，因此可以忽略不计，只需要考虑在压缩应力作用下卷筒产生的变形，由于卷筒壁厚远远小于卷筒直径，可以认为钢丝绳作用一圈的压应力是均匀分布的。  卷筒的变形量在数值上关于中心对称，卷筒的最大变形量出现在靠近中心的位置，因为这里受到钢丝绳的拉力作用；而卷筒中心位置由于不缠绕钢丝，受力小变形量并不大。

   （2）空心轴变形分析电机内除卷筒的变形外，由于定子和绕组作用在空心轴上也会使空心轴产生变形，而这种变形可以认为是分布的载荷作用到空心轴上，通过有限元计算得到电机空心轴的变形。 由于电机需要通过轴安装固定在路灯车小车上，受路灯车结构的限制，电机的轴不关于中心对称，这样轴的最大变形量在数值上不关于中心对称，轴的受力不对称。轴的最大变形量不在中心位置。在考虑极端情况下，两种形变约为0.12mm。按照电机设计要求总挠度不应超过电机气隙的10%的原则，由此，电机的气隙应大于1.2mm。此外，在保证机械性能的前提下，也应考虑电机的电磁性能。前文提到路灯车用永磁同步电机常使用负载率为20%~50%，所以进行方案对比时，列出了电机在20%、34%、50%负载率下的效率值。在保证电机反电动势不变的条件下，电机气隙长度从1.3mm变化到1.9mm，电机的效率与永磁体用量。 随着气隙长度的增加，永磁体用量逐渐增大，电机的效率变化不大；当气隙长度由1.5mm增大到1.9mm，电机在20%负载率时的效率增大0.23%，电机在34%负载率时的效率增大0.07%，电机在50%负载率时的效率降低0.2%，永磁体用量增大9.99kg，可见，气隙长度由1.5mm增大到1.9mm，电机的效率变化不大，成本明显增加。综合考虑电机的效率与成本，气隙长度最终定为1.5mm。

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       永磁体的设计主要包括两方面的内容：一、永磁体材料的选择；二、永磁体尺寸的确定。（1）永磁体材料的选择永磁材料多种多样，性能也是参差不齐，因此，在设计永磁电机时需要选择合适的永磁体材料，其选择的一般原则如下：（1）确保电机气隙磁通密度达到所需要的值；（2）电机额定负载运行时，确保永磁体不会发生不可逆退磁，且留有一定余量；（3）永磁体具有较好的机械性能，易于加工和安装；（4）经济性要好，价格便宜；路灯车用永磁同步电机采用的绝缘等级为F级，按B级考核，路灯车用永磁同步电机损耗较大，散热条件有限；电机每个磁极体轴向长度达1000mm，维护困难；并且路灯车用永磁同步电机在运行过程中需频繁的起动、制动，导致路灯车用永磁同步电机局部温升问题较为突出。对不同牌号的铷铁硼永磁体进行比较，出于可靠性考虑，本设计确定采用N38UH牌号的钕铁硼永磁材料，工作温度小于等于150℃，剩磁为1.25T。（2）永磁体宽度的确定由于路灯车用永磁同步电机的铜耗较大，降低铜耗的方法之一就是增大永磁体的宽度，从而提高电机的每极气隙磁通，减小匝数来降低铜耗。但是本设计中电机的转子外径是受限的，在转子内径限定的情况下，将永磁体的宽度设计到最大。同时，考虑到永磁体固定的情况，用压块在两块永磁体之间将其压住固定，因此必须给压块留下一定的施工尺寸。（3）永磁体磁化方向长度的确定永磁体磁化方向长度不能过小。这主要从两方面考虑：一、永磁体太薄易碎，增加了加工和装配难度。二、永磁体磁化方向的长度主要影响电机的直轴电抗和永磁体的工作点，设时尽量在满足过载能力的前提下使永磁体处于最佳工作点。由于本电机的特点电阻变化要大于感抗变化，永磁体磁化方向长度的变化在设计中对电感变化较小。 出于性能和成本的考虑，永磁体的磁化方向长度确定为9mm。

     永磁体的优化路灯车用永磁同步电机采用表贴式磁路结构，永磁体固定在转子表面，为了固定永磁体，同时对气隙磁密波形进行优化，将永磁体进行削角。 当θ=0时，永磁体没有削角，然后逐渐增加θ的值，保证电机其他18结构参数不变，计算电机的气隙磁密波形畸变率、反电动势等参数。 当θ从5度增大到15度时，气隙磁密波形畸变率逐渐减小，θ=15度时比θ=5度时，气隙磁密波形畸变率减小33.68%。当θ从15度增大到25度时，气隙磁密波形畸变率先增大后减小，θ=15度比θ=25度时气隙磁密波形畸变率增大8.3%。当θ=15度时，气隙磁密波形畸变率最小，为18.72%。随着θ逐渐增大，由于永磁体用量减少，电机反电动势逐渐减小，电机反电动势变化范围很小。以气隙磁密波形畸变率的大小为参考，永磁体削角θ的值定为15度。 http://www.shundediaolanchechuzu.com/

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