永磁同步電機(jī),永磁同步電機(jī)的分類,永磁同步電機(jī)參數(shù)指標(biāo)等
永磁同步電機(jī)概述永磁同步電機(jī)出現(xiàn)于20世紀(jì)50年代，它的運(yùn)行原理與普通電激磁同步電機(jī)相同，但以永磁體激磁替代激磁繞組激磁使得電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。永磁同步電機(jī)省略了普通同步電機(jī)所特有的集電環(huán)和電刷，提高了電機(jī)運(yùn)行的可靠性。由永磁體激磁，無(wú)須激磁電流，因而提高了電機(jī)的效率和功率因數(shù)。
普通同步電機(jī)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流的大小可以人為地改變勵(lì)磁磁勢(shì)的大小。永磁同步電機(jī)以永磁體代替電勵(lì)磁繞組作為磁勢(shì)源，它對(duì)外提供的磁通‰和磁勢(shì)L隨著外磁路磁導(dǎo)和電樞反應(yīng)磁場(chǎng)的變化而自動(dòng)變化，無(wú)法直接調(diào)節(jié)永磁鐵磁勢(shì)的大小。永磁體作為磁路的一部分，由于磁鐵的磁導(dǎo)率低，對(duì)電樞反應(yīng)磁場(chǎng)起削弱作用，使得永磁同步電機(jī)的直軸電樞反應(yīng)電抗比交軸反應(yīng)電抗小得多。
普遍認(rèn)為永磁同步電機(jī)存在著無(wú)異步起動(dòng)能力和重載時(shí)有振蕩失步的危險(xiǎn)。永磁同步電機(jī)起動(dòng)時(shí)，雖然定子繞組中通以交變電流并建立旋轉(zhuǎn)的定子磁場(chǎng)，旋轉(zhuǎn)的定子磁場(chǎng)在永磁體磁極中產(chǎn)生相互作用，由于其轉(zhuǎn)子慣性較大，使得電機(jī)無(wú)法獲得足夠的起動(dòng)力矩。永磁同步電機(jī)以某一頻率旋轉(zhuǎn)時(shí)，負(fù)載的變化只是改變了定子磁場(chǎng)軸線與轉(zhuǎn)子磁極軸線的夾角，此時(shí)電機(jī)仍保持同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，當(dāng)定子磁場(chǎng)軸線與轉(zhuǎn)子磁極軸線的夾角增大并超過(guò)最大負(fù)載角，此時(shí)電機(jī)定子磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子永磁體問(wèn)的磁力將無(wú)法維持負(fù)載平衡，使得轉(zhuǎn)子脫離同步轉(zhuǎn)速發(fā)生失步。
電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)為解決永磁同步電機(jī)異步起動(dòng)和失步振蕩問(wèn)題提供了解決辦法。永磁同步電機(jī)起動(dòng)時(shí)，變頻器輸出較低頻率的電壓在電機(jī)中形成旋轉(zhuǎn)緩慢的定子磁場(chǎng)，隨著負(fù)載角的增大，電磁力矩也相應(yīng)增大并克服轉(zhuǎn)子慣性使其旋轉(zhuǎn)。其轉(zhuǎn)速隨著變頻器頻率的升高而逐漸升高至某一轉(zhuǎn)速，完成起動(dòng)過(guò)程。在變頻調(diào)速中對(duì)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩實(shí)行閉環(huán)控制，可隨時(shí)調(diào)節(jié)同步轉(zhuǎn)速，避免永磁同步電機(jī)出現(xiàn)失步現(xiàn)象。
有別于異步電機(jī)，同步電機(jī)只能通過(guò)調(diào)頻的方式進(jìn)行調(diào)速。盡管電機(jī)轉(zhuǎn)速可與電源頻率保持同步，但對(duì)于車輛行駛工況中存在不確定負(fù)載擾動(dòng)的場(chǎng)合，僅僅依靠外部裝置設(shè)置供電頻率的方式達(dá)不到電動(dòng)汽車的性能要求。反饋電機(jī)轉(zhuǎn)速信息，由電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上的位置傳感器發(fā)出的脈沖控制定子電壓頻率能夠獲得更好的效果。永磁同步電機(jī)能夠滿足電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)要求，在電動(dòng)汽車的應(yīng)用中越來(lái)越受到重視。
永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)除電機(jī)外，系統(tǒng)主要包括驅(qū)動(dòng)單元、位置控制系統(tǒng)、速度控制器、轉(zhuǎn)矩和電流控制器、位置反饋單元、電流反饋單元、通訊接口單元等。
