林 珍， 汤宁平

(福州大学 电气工程与自动化学院，福建 福州 350002)

0 引 言

单相自起动永磁同步电动机(单相LS-PMSM)是一种新型高效节能电动机。由于其定子绕组与转子磁路均不对称，使得其起动和稳态运行过程都较为复杂，分析较为困难。本文运用对称分量法和双反应理论，对单相LS-PMSM稳态运行进行分析计算；深入分析单相LS-PMSM起动过程，并提出改善起动性能的方法措施，通过样机试制和检测验证了该方法的可行性。为单相LS-PMSM设计研究提供理论依据。

1 结构原理

单相LS-PMSM采用电容分相异步自起动后牵入同步运行。定子上嵌有空间相差90°电角度的主、辅两相正弦分布绕组,接线原理如图1所示。起动时，起动电容器Cst和运行电容器Cr并联后串接在辅相绕组上,使电动机基本上按圆形旋转磁场起动。接近同步速时,离心开关S断开,辅相绕组仅串接运行电容Cr,电动机基本上按圆形旋转磁场运行。

图1 定子绕组接线图

转子以钕铁硼(NdFeB)为励磁源,采用内置混合式磁路结构，如图2所示。转子上还设有鼠笼绕组，作起动或阻尼用。内置混合式磁路结构每极磁通由径向和切向磁钢共同提供，具有气隙磁密高、漏磁系数小、转轴隔磁工艺简单、磁阻转矩较大等优点，有利于提高电机的功率密度和扩展其恒功率运行范围。

图2 转子磁路结构

2 稳态运行分析计算

单相LS-PMSM定子电路和转子磁路均不对称，且同步运行。因此,既不能用单相异步电动机的电路模型,也不能直接用凸极同步电动机的双反应理论进行分析。……