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永磁同步電機的工作原理
作者:山东西子電機 发布日期:2019-08-03 09:02

  

  
  
永磁同步电机是一种常用的交流电机,用途广泛(extensive)。永磁同步電機的工作原理与同步电机的工作原理是相同的。
同步馬達的主要運行方式有三種,即作爲發電機、電動機和補償機運行。高壓電機高壓電動機可用于驅動各種不同機械之用。如壓縮機、水泵、破碎機、切削機床、運輸機械及其它設備,供礦山、機械工業、石油化工工業、發電機等各種工業中作原動機用。
永磁同步馬達主磁場的建立:勵磁繞組通以直流勵磁電流,建立極性相間的勵磁磁場,即建立起主磁場。
永磁同步電機的載流導體:三相對稱(symmetry)的電樞繞組充當功率繞組,成爲感應電勢或者感應電流的載體。
永磁同步电机的切割运动:原动机拖动转子旋转(给电机输入机械能(mechanical energy)),极性相间的励磁磁场(定义:传递实物间磁力作用的场)随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组(相当于绕组的导体反向切割励磁磁场)。
永磁同步電機交變電勢的産生:由于電樞繞組與主磁場(定義:傳遞實物間磁力作用的場)之間的相對切割運動,電樞繞組中將會感應出大小和方向按周期性變化的三

對稱交變電勢。通過引出線,即可提供交流電源。
永磁同步電機的交變性與對稱性:由于旋轉磁場極性相間,使得感應電勢的極性交變;由于電樞繞組的對稱性,保證了感應電勢的三相對稱性。

通常所說的永磁同步電動機是正弦波永磁同步電動機,同一般同步電動機一樣,正弦波PMSM的定子(組成:定子鐵芯、定子繞組和機座)繞組通常采用三相對稱的正弦分布繞組,或轉子采用特殊形狀的永磁體以確保氣隙磁密沿空間呈正弦分布。這樣,當電動機恒速運行時,定子三相繞組所感應的電勢則爲正弦波,正弦波永磁同步電動機由此而得名。
永磁同步電機優點:
永磁同步电机与普通交流变频(frequency conversion)电机比它是高效率(efficiency)、高力矩惯量比、高能量密度(单位:g/cm3或kg/m3),是个环保低碳(Low carbon)电机。普通交流电机用变频器驱动,永磁同步电机要用专用驱动器驱动,例如三晶S3000B
永磁同步馬達缺點:
最大轉矩受永磁體去磁約束,抗震能力差,高轉速受限制,功率較小,電機結構複雜,成本高和起動困難(difficult)等缺點
永磁同步電機的工作原理
永磁同步电动机的定子(组成:定子铁芯、定子绕组和机座)结构与工作原理与交流异步电动机一样,多为4极形式,三相绕组按3相4极布置,通电产生4极旋转磁场。高壓電機高壓電動機可用于驅動各種不同機械之用。如壓縮機、水泵、破碎機、切削機床、運輸機械及其它設備,供礦山、機械工業、石油化工工業、發電機等各種工業中作原動機用。
永磁同步電動機與普通異步電動機的不同是轉子結構,轉子上安裝有永磁體磁極,永磁體磁極安裝在轉子鐵芯圓周表面上,稱爲凸裝式永磁轉子。磁極的極性與磁通走向右,這是一個4極轉子。
根據磁阻最小原理,也就是磁通總是沿磁阻最小的路徑閉合,利用磁引力拉動轉子旋轉,于是永磁轉子就會跟隨定子(組成:定子鐵芯、定子繞組和機座)産生的旋轉磁場(定義:傳遞實物間磁力作用的場)同步旋轉。永磁同步電機的原理如下在電動機的定子繞組中通入三相交流電流,在通入電流後就會在電動機的定子繞組中形成旋轉磁場,由于在轉子上安裝了永磁體,永磁體的磁極是固定的,根據磁極的同性相吸異性相斥的原理,在定子中産生的旋轉磁場會帶動轉子進行旋轉,最終達到轉子的旋轉速度與定子中産生的旋轉磁極的轉速相等,所以可以把永磁同步電機的起動過程看成是由異步啓動階段和牽入同步階段組成的。在異步啓動的研究(research)階段中,電動機的轉速是從零開始逐漸增大的,造成上訴的主要原因是其在異步轉矩、永磁發電制動轉矩、矩起的磁阻轉矩和單軸轉由轉子磁路不對稱而引等一系列的因素(factor)共同作用下而引起的,所以在這個過程中轉速是振蕩著上升的。在起動過程中,質的轉矩,只有異步轉矩是驅動性電動機就是以這轉矩來得以加速的,其他的轉矩大部分以制動性質爲主。在電動機的速度由零增加到接近定子的磁場旋轉轉速時,在永磁體脈振轉矩的影響下永磁同步電機的轉速有可能會超過同步轉速,而出現轉速的超調現象。但經過一段時間的轉速振蕩後,最終在同步轉矩的作用下而被牽入同步。

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