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电机百科知识

永磁同步电机结构及工作原理

文章出处 : http://www.abb-motors-china.cn/a/159.html 作者 : ABB电机一级代理 人气 : 64 发表时间:
永磁同步电机主要由定子、转子和端盖等部件构成,定子由叠片叠压而成以减少电动机运行时产生的铁耗,其中装有三相交流绕组,称作电枢。转子可以制成实心的形式,也可以由叠片压制而成,其上装有永磁体材料。根据电机转子上永磁材料所处位置的不同,永磁同步电机可以分为突出式与内置式两种结构形式,图1给出相应的示意图。突出式转子的磁路结构简单,制造成本低,但由于其表面无法安装启动绕组,不能实现异步起动。 图1 两种结构形式的表面形式转子的磁路结构

图1 两种结构形式的表面形式转子的磁路结构

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图2 三种不同形式的内置式转子的磁路结构图2 三种不同形式的内置式转子的磁路结构
内置式转子的磁路结构主要有径向式、切向式和混合式3种,它们之间的区别主要在于永磁体磁化方向与转子旋转方向关系的不同。图2给出3种不同形式的内置式转子的磁路结构。由于永磁体置于转子内部,转子表面便可制成极靴,极靴内置入铜条或铸铝等便可起到启动和阻尼的作用,稳态和动态性能都较好。又由于内置式转子磁路不对称,这样就会在运行中产生磁阻转矩,有助于提高电机本身的功率密度和过载能力,而且这样的结构更易于实现弱磁扩速。
工作原理:当三相电流通入永磁同步电机定子的三相对称绕组中时,电流产生的磁动势合成一个幅值大小不变的旋转磁动势。由于其幅值大小不变,这个旋转磁动势的轨迹便形成一个圆,称为圆形旋转磁动势。其大小正好为单相磁动势最大幅值的1.5倍,即
式中,F为圆形旋转磁动势,(T・m);Fφl为单相磁动势的最大幅值,(T・m);k为基波绕组系数;p为电机极对数;N为每一线圈的串联匝数;I为线圈中流过电流的有效值,A由于永磁同步电机的转速恒为同步转速,因此转子主磁场和定子圆形旋转磁动势产生的旋转磁场保持相对静止。两个磁场相互作用,在定子与转子之间的气隙中形成一个合成磁场,它与转子主磁场发生相互作用,产生了一个推动或者阻碍电机旋转的电磁转矩Te,即 
式中,Te为电磁转矩,(N・m);0为功率角,rad;BR为转子主磁场,T;Bnet为气隙合成磁场,T。由于气隙合成磁场与转子主磁场位置关系的不同,永磁同步电机既可以运行于电动机状态也可以运行于发电机状态,永磁同步电机的三种运行状态如图3所示。当气隙合成磁场滞后于转子主磁场时,产生的电磁转矩与转子旋转方向相反,这时电机处于发电状态;相反,当气隙合成磁场超前于转子主磁场时,产生的电磁转矩与转子旋转方向相同,这时电机处于电动状态。转子主磁场与气隙合成磁场之间的夹角称为功率角。 
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以上就是关于永磁同步电机结构及工作原理解析 ,想了解更多电机知识欢迎关注必为科技-ABB电机核心授权代理

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