永磁同步电动机原理与分析.pptVIP

通过电力电子式逆变器完成直流到交流的转换； 通过转子位置传感器检测转子位置，完成换向片与电刷的作用，以决定换流时刻； 考虑到实现的方便性，定、转子位置颠倒，组成反装式直流电动机。 直流电动机的不足： 电刷的磨损与维护； 机械式换向火花，限制了应用场合； 难以实现高速运行； 解决措施： 要点总结： 电刷和换向器起到了与转子位置有关的机械式逆变器 作用； 定子侧的直流励磁磁势和转子电枢磁势两者相对静止 且相互垂直； 当前第30页\共有52页\编于星期日\5点 定子三相绕组由电子式逆变器供电，供电频率和换流时刻取决于转子位置传感器——同步的需要； 定子电枢绕组磁势与转子永磁体产生的磁势均以同步速旋转，两者保持相对静止且空间相互垂直—— 最大转矩的需要； 电机本体为交流永磁同步电动机； 无刷直流电动机的特点总结： 当前第31页\共有52页\编于星期日\5点 2. 永磁无刷直流电动机的基本运行原理 下面借助于图10.15说明永磁无刷直流电动机的定子电枢磁势与转子永磁磁势相对静止且空间相互垂直的具体实现。 图10.15中,电力电子变流器的开关规律(又称为 导通型): 每隔换流一次; 任何瞬时有两只开关器件同时导通； 每个开关器件导通 即: 由此绘出一个周期内定子三相绕组在不同时刻三相电流所产生的定子合成磁势与转子永磁磁势之间的关系如图10.8所示。 当前第32页\共有52页\编于星期日\5点 图10.18 定子绕组的合成磁势与转子磁势之间的空间相位关系 当前第33页\共有52页\编于星期日\5点 在一个周期内三相定子绕组在空间共产生六个定子合成磁势； 转子每转过 电角度，定子绕组则换流一次，相应的定子合成磁势就跳变一次。每个定子合成磁势在时间上持续1/6周期（ 电角度）； 在这六个连续跳变的定子合成磁势作用下，转子永磁磁势随转子旋转； 尽管定子合成磁势是跳变的，但其平均转速却与转子转速保持同步，亦即在平均意义上 与 相对静止。从而保证了有效电磁转矩的产生，而且转子转速为同步速。 电枢磁势在与转子磁极轴线垂直的 电角度范围内变化，亦即使两者之间的夹角在 ~ 范围内变化。 这样，无论是在开关器件导通过程中还是在换流瞬间， 与 之间的夹角在平均意义上接近 ，亦即在平均意义上互相垂直。 结论： 当前第34页\共有52页\编于星期日\5点 无论在开关器件导通过程中还是在换流瞬间，定子合成磁势转子磁磁势之间的夹角在平均意义上接近 ，亦即在平均意义上互相垂直。 上述结论的说明：(以T6、T1向T1、T2换流为例说明） (a) T6、T1导通时 图10.18 (T6、T1 )导通时定子合成磁势 与转子永磁磁势之间的空间相位关系 图10.19 ( ) 向( )换流前定子合成磁势 与转子永磁磁势之间的空间相位关系 由上述两图可见: (a) T1、T2导通时 当前第35页\共有52页\编于星期日\5点 永磁无刷直流电动机具有和直流电动机完全相同的功能和电磁关系，从而决定了其机械特性和调速性能与直流电动机的相似性。 结论： 永磁无刷直流电动机的不足之处： 定子（或电枢）仅有三相绕组，相当于具有三个电枢绕组和三个换向片的直流电动机，因而存在转矩脉动问题。 当前第36页\共有52页\编于星期日\5点 10.2.2 永磁无刷直流电动机逆变器的各种控 制方式 “ 导通型”（两两导通控制方式）； “ 导通型”（三三导通控制方式）； “ 导通型”（两三轮流导通控制方式）； PWM电压和电流控制方式 1、三三导通控制方式(又称 为导通型) 开关规律： 。 每隔 换流一次； 任何瞬时有三只开关器件同时导通； 每个开关器件导通 。 当前第37页\共有52页\编于星期日\5点 第10章 三相永磁同步电动机的建模与分析 当前第1页\共有52页\编于星期日\5点 内容简介： 涉及下列两类永磁同步电动机基本运行原理、电磁过程、数学模型及运行特性 正弦波永磁同步电动机 梯形波永磁同步电动机（永磁无刷直流电动机） 永磁同步电动机的优缺点： 功率密度高 转子的转动惯量小 运行效率高 转轴上无滑环和电刷 转子励磁无法灵活控制 永磁体存在失磁现象 转子磁势受环境温度影响 滞后定子功率因数 当前第2页\共有52页\编于星期日\5点 分类： 表面永磁同步电动机 内置式永磁同步电动机 按永磁体结构分类 按定子绕组感应电势波形分类