永磁同步電機的原理及結(jié)構(gòu)

1、第一章永磁同步電機的原理及結(jié)構(gòu)1.1永磁同步電機的基本工作原理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電流，在通入電流后就會在電動機的定子繞組中形成旋轉(zhuǎn)磁場，由于在轉(zhuǎn)子上安裝了永磁體，永磁體的磁極是固定的，根據(jù)磁極的同性相吸異性相斥的原理，在定子中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場會帶動轉(zhuǎn)子進行旋轉(zhuǎn)，最終達到轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度與定子中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁極的轉(zhuǎn)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啟動階段和牽入同步階段組成的。在異步啟動的研究階

2、段中，電動機的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩、永磁發(fā)電制動轉(zhuǎn)矩、等一系列的因素共同作用下而引起矩起的磁阻轉(zhuǎn)矩和單軸轉(zhuǎn)由轉(zhuǎn)子磁路不對稱而引的，所以在這個過程中轉(zhuǎn)速是振蕩著上升的。在起動過程中，電動機就是以這轉(zhuǎn)矩來得以加速的，其他的轉(zhuǎn)矩大質(zhì)的轉(zhuǎn)矩，只有異步轉(zhuǎn)矩是驅(qū)動性部分以制動性質(zhì)為主。在電動機的速度由零增加到接近定子的磁場旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速時，在永磁體脈振轉(zhuǎn)矩的影響下永磁同步電機的轉(zhuǎn)速有可能會超過同步轉(zhuǎn)速，而出現(xiàn)轉(zhuǎn)速的超

3、調(diào)現(xiàn)象。但經(jīng)過一段時間的轉(zhuǎn)速振蕩后，最終在同步轉(zhuǎn)矩的作用下而被牽入同步。1.2永磁同步電機的結(jié)構(gòu)永磁同步電機主要是由轉(zhuǎn)子、端蓋、及定子等各部件組成的。一般來說，永磁同步電機的最大的特點是它的定子結(jié)構(gòu)與普通的感應(yīng)電機的結(jié)構(gòu)非常非常的相似，主要是區(qū)別于轉(zhuǎn)子的獨特的結(jié)構(gòu)與其它電機形成了差別。和常用的異步電機的最大不同則是轉(zhuǎn)子的獨特的結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)子上放有高質(zhì)量的永磁體磁極。由于在轉(zhuǎn)子上安放永磁體的位置有很多選擇，所以永磁同步電機通常會被分為三大類

4、：內(nèi)嵌式、面貼式以及插入式，如圖1.1所示。永磁同步電機的運行性能是最受關(guān)注的，影響其性能的因素有很多，但是最主要的則是永磁同步電機的結(jié)構(gòu)。就面貼式、插入式和嵌入式而言，各種結(jié)構(gòu)都各有其各自的優(yōu)點。2明顯的提高其功率因素，進而減少了定子上的電流以及定子上電阻的損耗，而且在穩(wěn)定運行的時候沒有轉(zhuǎn)子電阻上的損耗，進而可以因總損耗的降低而減小風(fēng)扇（小容量的電機甚至可以不用風(fēng)扇）以及相應(yīng)的風(fēng)磨損耗，從而與同規(guī)格的感應(yīng)電動機相比較其效率可以提高28

5、個百分點。1.3永磁同步電機的數(shù)學(xué)特性先對永磁同步電機的轉(zhuǎn)速進行研究，在分析定子和轉(zhuǎn)子的磁動勢間的轉(zhuǎn)速關(guān)系時，所以轉(zhuǎn)子的磁動勢相應(yīng)的轉(zhuǎn)速也為nrmin，所以n假定轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為minr定子的電流相應(yīng)的頻率是f=因為定子旋轉(zhuǎn)的磁動勢的旋轉(zhuǎn)速度是由定子上的60pn電流產(chǎn)生的，所以應(yīng)為npnppf???606060n1(1.1)可以看出轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度是與定子的磁動勢的轉(zhuǎn)速相等的。對于永磁同步電機的電壓特性研究，可以利用電動機的慣例來直接寫出它的