永磁同步電機(jī)的原理及結(jié)構(gòu)

1、第一章永磁同步電機(jī)的原理及結(jié)構(gòu)1.1永磁同步電機(jī)的基本工作原理永磁同步電機(jī)的原理如下在電動(dòng)機(jī)的定子繞組中通入三相電流，在通入電流后就會(huì)在電動(dòng)機(jī)的定子繞組中形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，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(chǎng)會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，最終達(dá)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(jī)的起動(dòng)過程看成是由異步啟動(dòng)階段和牽入同步階段組成的。在異步啟動(dòng)的研究階

2、段中，電動(dòng)機(jī)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(dòng)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(duì)稱而引的，所以在這個(gè)過程中轉(zhuǎn)速是振蕩著上升的。在起動(dòng)過程中，電動(dòng)機(jī)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(dòng)性部分以制動(dòng)性質(zhì)為主。在電動(dòng)機(jī)的速度由零增加到接近定子的磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速時(shí)，在永磁體脈振轉(zhuǎn)矩的影響下永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速有可能會(huì)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(shí)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(jī)的結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)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(jī)的最大的特點(diǎn)是它的定子結(jié)構(gòu)與普通的感應(yīng)電機(jī)的結(jié)構(gòu)非常非常的相似，主要是區(qū)別于轉(zhuǎn)子的獨(dú)特的結(jié)構(gòu)與其它電機(jī)形成了差別。和常用的異步電機(jī)的最大不同則是轉(zhuǎn)子的獨(dú)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(jī)通常會(huì)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(jī)的運(yùn)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(jī)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(diǎn)。2明顯的提高其功率因素，進(jìn)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(yùn)行的時(shí)候沒有轉(zhuǎn)子電阻上的損耗，進(jìn)而可以因總損耗的降低而減小風(fēng)扇（小容量的電機(jī)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(dòng)機(jī)相比較其效率可以提高28

5、個(gè)百分點(diǎn)。1.3永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)特性先對(duì)永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行研究，在分析定子和轉(zhuǎn)子的磁動(dòng)勢(shì)間的轉(zhuǎn)速關(guān)系時(shí)，所以轉(zhuǎn)子的磁動(dòng)勢(shì)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?yàn)槎ㄗ有D(zhuǎn)的磁動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)的轉(zhuǎn)速相等的。對(duì)于永磁同步電機(jī)的電壓特性研究，可以利用電動(dòng)機(jī)的慣例來直接寫出它的