华中科技永磁同步电机的课件.ppt

永磁同步电动机设计与控制;同步电机与异步电机的根本区别是旋转的转子通入直流电流励磁; 同步电机一般采用旋转磁极式结构，根据磁极形状可分为隐极和凸极两种型式。;二、基本结构形式;三、气隙磁场的主要系数;磁通波形系数;If;2. 电枢反应的性质;(1)ψ=0o时(负载为纯阻性) Fa=Faq,与Ff1正交，为交磁性质;(3) 0ψ 90o时(负载为感性);(1) 隐极同步电机;(2) 凸极同步电机－双反应理论;双反应理论：;;1. 导体电动势 ;2. 线圈电动势与短距系数 ;3. 线圈组电动势与分布系数 ;4. 相电动势与绕组系数 ;绕组系数;六、稳态电磁关系;向量图;电磁功率;无功调节和V形曲线;七、动态数学模型;Ω;同步电动机矢量控制思想的引入 ; 自控式变频的同步电动机与他控式变频系统相比较具有不会失步等明显的优点。 ;同步电动机的坐标变换;综合矢量;; 推而广之，还可以引入“空间电压矢量”、“空间磁链矢量”等。 一般化而言，对m相系统中的某一物理量（电流、电压、磁链等）的m个变量x1、x2…….xm，其大小可看成是空间矢量 、 、……、 的模，它们的空间位置（方向）分别处于各自绕组的轴线上，然后把这m个空间矢量按矢量方式相加并乘以2/m 得到的合成矢量即为该物理量的综合矢量 。;在α、β、0 系统中，有; ;2．静止的α、β、0 系统与旋转的d、q 、0 系统（2r）的变换 ;3．a、b、c系统与d、q、0系统间的变换;4、直角坐标（α、β系统）与极坐标的变换关系（k / P 变换）;同步电动机变频调速概述;2．同步电动机的空间矢量图; 同步电动机励磁磁势 的方向是确定的，是在转子磁极轴线 轴上， 的大小在永磁电动机及励磁电流恒定的励磁同步机中也是恒定不变的。因此，只要能控制定子磁动势 的大小及方向，就能控制电机的转矩T，从而实现对电机转速 n 的控制。在控制时，若把 的大小与方向同时改变（或调节）则比较麻烦，而且一般情况下也没有必要，因此通常把 的方向对某根轴线固定成一个确定的值，而只改变 ( )的大小来控制转矩，这就是同步电动机的磁场定向控制或称之为矢量控制。 ;1)按励磁轴线（d 轴）定向;缺点：① 负载变化时???不仅要控制定子电流的大小，同时要控制转子励磁电流的大小， 因此它只能适用于励磁电流可控的同步电动机 ② 的实际控制方向 要通过运算才能得到。 ③ 控制系统较为复杂。 ;控制策略：控制综合电流矢量 的方向，使 与d 轴垂直； 根据速度指令与实际转速比较的结果控制 的大小 。;3 系统原理图;矢量控制极限问题;电压极限问题;电压极限轨迹;电流极限问题;恒转矩运行电流轨迹;最大转矩的电流轨迹;九、永磁同步电机的矢量策略;Id=0控制，隐极机常用;最大T/I控制，凸极机常用;弱磁控制思想