基于电磁场分析的多相同步电机参数计算

龙润 马俊慧

摘 要：多相同步电机在生产中随着其各项运行性能的改进得到了越发广泛的应用，有必要从多个方面深入挖掘电机的应用潜能。文章基于电磁场理论，分析和计算了多相同步电机的几大重要技术参数，包括空载特性、额定励磁电流、饱和同步电抗及电感，旨在对相关研究提供一定的参考借鉴。

关键词：多相同步电机；电磁场；参数计算

前言

多相同步电机系统即是指相数大于三相的电机系统，相较于三相电机系统，它具有一些独特的优势，比如空间谐波小，结构噪音低，系统可靠性高。对多相同步电机各项参数的进一步分析、改进有助于系统整体性能的提升。随着小功率变换器技术的成熟运用以及缺相运行试验的成功，使其应用前景愈发明亮。现今系统主要运用在军事、核工业、航空等安全性和可靠性要求较高的领域，还需要进一步优化参数结构，减少系统建设成本，加速推进其民用化进程。

1 空载特性计算

多相同步电机的空载特性指的是在定子绕组断开而将直流励磁电流接入转子绕组，使电机同步运转条件下，此时的定子绕组端口电压和所接入电流之间的关系。这里按设想状态，即励磁磁通密度以正弦形式分布于气隙圆周，此时的定子绕组端口电压值为：

E0=4.44fN1kN1φ0

其中，E0为定子绕组端口电压（V），φ0为主磁通（wb）。

E0=f（If）为系统的空载特性曲线，E0、φ0、If三者彼此之间呈正比关系，实际上是对电机磁化性能的反应。

电压波形正弦性畸变率ku是在对空载特性进行分析中不可避免的一个重要参数，即：

式中：Emn为过程中出现的谐波幅值。ku的数值大小直接反映了端口电压稳定性。

2 额定励磁电流的计算

同步电机励磁绕组成功设计主要取决于额定励磁电流的计算准确性，同时对于发电机来说，额定励磁电流是在运行中对电机运行状态进行准确评价的一个重要参数。对于低饱和磁路，可运用电动势--磁动势图法进行相关计算，但是一旦磁路饱和程度較高时，便无法保证计算结果的准确性，以致达不到要求精