李春艳

（黑龙江大学 机电工程学院，哈尔滨 150080）

0 引 言

永磁同步发电机取消了容易出现故障的集电环和电刷，具有效率高，高功率／质量比，体积小，结构结实，可靠性好等优点[1]。但是永磁电机制成以后，励磁便不能调节，当负载和功率因数变化时，电压调整率便会随着发生变化[2]。通过在表面贴式永磁体结构的永磁同步发电机两个相邻的磁极间添加软磁材料[3－5]增加交轴电抗，同时尽可能保持直轴电抗不变。电机运行时软磁材料的增磁作用减少电枢反应对电机的影响，从而减小了电压调整率。高凸极率是该电机的显著特点，因此对其电抗参数的计算和测量尤为重要。由于永磁电机中永磁体形状和布置多种多样，转子交轴和直轴磁路复杂，电抗参数值不仅与磁路饱和有关，还与直轴和交轴磁路间的交叉饱和有关，使得永磁同步电机的直轴和交轴电抗参数的测试方法与传统的电励磁的同步电机有很大的差别，不能沿用电励磁电机的试验方法。笔者针对该永磁同步发电机用有限元方法计算了直轴和交轴电抗参数，并在香港理工大学电机工程系实验室用直接负载方法测量了考虑饱和的直交轴电抗参数。

1 高凸极率永磁同步发电机电抗参数计算

高凸极率永磁同步发电机（High saliency permanent magnet synchronous generator（PMSG））的结构见图1，在两个相邻磁极间添加了4块软铁。电机凸极率定义为交轴电抗与直轴电抗的比值，即Xq／Xd。凸极率可由适当的设计气隙长度，永磁体的极弧和极间软铁宽度获得。……