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永磁同步電機工作原理是什么?

2022-04-22 23:02:00來源:

        電動運行時,三相交流電進入永磁同步電機定子三相繞組,產(chǎn)生振幅恒定的旋轉(zhuǎn)磁動勢,產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,與轉(zhuǎn)子上永磁體產(chǎn)生的主磁場相互作用,在氣隙中形成合成磁場,稱為氣隙磁場,氣隙磁場與轉(zhuǎn)子磁場相互作用,產(chǎn)生推動電機旋轉(zhuǎn)的電磁扭矩,驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),最終使轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度與旋轉(zhuǎn)磁場的速度一致。發(fā)電運行時,發(fā)動機驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。由于轉(zhuǎn)子磁場的大小和位置會隨著轉(zhuǎn)速的不同而變化,定子繞組中會產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速頻率一致的三相感應電動勢和運動電動勢。

3、永磁電機轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生原理及計算公式,表貼式永磁同步電機和內(nèi)置式永磁同步電機優(yōu)缺點比較,正弦波和方波永磁同步電機異同點比較。

如果使用三相電流驅(qū)動,那么需要在定子中有三套繞組,每套繞組布置在120度的電機殼體內(nèi)壁上,三套繞組構(gòu)成了完整的圓型定子。所以只要讓這三套繞組交替通電,并且交替頻率與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)頻率保持一致,就能獲得旋轉(zhuǎn)磁場。這個原理與課本里學過的有刷直流電機原理一樣,只不過課本里學的是用最簡單的兩相電流來驅(qū)動電機,而車用直流電機采用的是三相電流來驅(qū)動電機。

而應用在電動汽車上的永磁同步電機,結(jié)構(gòu)卻有些不同。電動車上所應用的電機結(jié)構(gòu)恰恰相反,其轉(zhuǎn)子采用永磁體的形式,而定子則采用銅線纏繞的形式。而提供動力的原理則與一般電機相同,定子通電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場,永磁體轉(zhuǎn)子則自帶磁場,同理產(chǎn)生動力。

講到這里,大家應該能明白永磁同步電機的原理了,它的核心就是如何得到旋轉(zhuǎn)磁場。永磁電機匯集了了眾多偉大物理學家的理論和實驗裝置,比如法拉第的交流電,安培的電磁感應等等。但是,所有這些成果和理論最終在永磁同步電機中體現(xiàn)得淋漓盡致,而正是因為特斯拉對永磁同步電機和交流電的執(zhí)著推廣,我們今天才能這么方便地用上不同電壓的各類電器設(shè)備。

其實在高中物理課本里已經(jīng)學過有刷直流電機的工作原理。我們小時候玩的遙控模型車和拼裝四驅(qū)車用的都是有刷直流電機。我在上一篇專欄《交流異步電機時如何實現(xiàn)無刷驅(qū)動的?》中也詳細介紹過這種電機的驅(qū)動原理,這里就不展開講了。不過,還是要提幾個要點。從有刷直流電機的原理中可以看到,這種電機必須要有轉(zhuǎn)向器才能實現(xiàn)驅(qū)動。所謂轉(zhuǎn)向器指的就是電機的轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)過180度,正負極就要對調(diào)一次。也就是說轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)半圈需要讓線圈里的電流方向反轉(zhuǎn)。所以,真正流入線圈的并不是純的直流電,而是每轉(zhuǎn)過180度需要換向的方波電流(如果把電流值和時間軸畫成波形為矩形方波)。由此可見直流電是不可能直接驅(qū)動電機運轉(zhuǎn)的,必須經(jīng)過波形處理。

在通電時,電流會沿著線圈的纏繞方向進行傳導。同時,根據(jù)“電生磁”原理便直接產(chǎn)生了相應的磁場。根據(jù)“同性相斥,異性相吸”原理與定子上的永磁體“相反”,由此轉(zhuǎn)子便開始產(chǎn)生動力并開始旋轉(zhuǎn)。

電機對于工農(nóng)業(yè)來說至關(guān)重要,本文將會對電機的定義、分類、電機驅(qū)動的分類進行簡介,并詳細介紹永磁同步電機的原理、特點以及應用。電機的定義

其實在高中物理課本里已經(jīng)學過有刷直流電機的工作原理。我們小時候玩的遙控模型車和拼裝四驅(qū)車用的都是有刷直流電機。相信在中學的時候,我們都學過電動機的工作原理,而當時用于教材的電機通常指的是有刷直流電機。

2、內(nèi)容更豐富,除了包含原來推出的永磁同步電機以外,還增加了高效三相異步電機、銅轉(zhuǎn)子感應電機、自啟動永磁同步電機、同步磁阻電機等電機的基本原理、產(chǎn)品優(yōu)勢、優(yōu)化思路、相關(guān)標準諸多精彩內(nèi)容;

電機的偉大之處就是將無形的電場轉(zhuǎn)化成無形的磁場,而發(fā)現(xiàn)這個物理量能互相轉(zhuǎn)化經(jīng)歷幾位偉大的物理學家,在這里我們簡單介紹下,以方便大家理解永磁同步電機的原理。

        永磁電機的同步控制原理:永磁電機的同步控制可視為空間磁場的控制,也可視為定子磁場與轉(zhuǎn)子磁場的匹配問題。如何通過坐標變換來控制模擬直流電機的控制方法。定子電流矢量分解為勵磁電流分量和轉(zhuǎn)矩電流分量,使兩個分量相互垂直。如果給定的勵磁電流分量為0,則轉(zhuǎn)矩與主磁通量和轉(zhuǎn)矩電流分量乘積成正比。當定子電流矢量通過坐標變換分解為勵磁電流分量和轉(zhuǎn)矩電流分量時,便于控制永磁同步電機的輸出參數(shù)。

        根據(jù)氣隙磁場與轉(zhuǎn)子磁場的位置關(guān)系,可以區(qū)分電機的不同運行狀態(tài)。當氣隙磁場滯后于轉(zhuǎn)子主磁場時,電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反,當氣隙合成磁場超過轉(zhuǎn)子主磁場時,電機處于電動狀態(tài)。

當永磁同步電機的定子部分通入由三相逆變器通脈寬調(diào)制的三相交流電時,定子電樞會產(chǎn)生空間磁場,與永磁轉(zhuǎn)子相互作用,產(chǎn)生與定子旋轉(zhuǎn)磁場旋轉(zhuǎn)相同的電磁轉(zhuǎn)矩輸出。當輸出轉(zhuǎn)矩T超過轉(zhuǎn)子的摩擦轉(zhuǎn)矩和永磁阻尼轉(zhuǎn)矩時,電機開始向外工作,并不斷加速直至同步。