永磁同步电机 同步电机 交流变频电机 笔记.doc

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1、总结：两种永磁同步电动机的比较(1)无刷直流电动机（简称BDCM，又称梯形波永磁同步电动机/方波电动机）：其出发点是用装有永磁体的转子取代有刷直流电动机的定子磁极，将原直流电动机的转子电枢变为定子。有刷直流电动机是依靠机械换向器将直流电流转换为近似梯形波的交流，而BDCM是将方波电流（实际上也是梯形波）直接输入定子，其好处就是省去了机械换向器和电刷，也称为电子换向。为产生恒定电磁转矩，要求系统向BDCM输入三相对称方波电流，同时要求BDCM的每相感应电动势为梯形波，因此也称BDCM为方波电动机；（调速性能好、堵转转矩大）(2

2、)永磁同步电动机（简称PMSM,又称正弦波电动机）：其出发点是用永磁体取代电励磁式同步电动机转子上的励磁绕组，以省去励磁线圈、滑环和电刷。PMSM的定子与电励磁式同步电动机基本相同，要求输入定子的电流仍然是三相正弦的。为产生恒定电磁转矩，要求系统向PMSM输入三相对称正弦电流，同时要求PMSM的每相感应电动势为正弦波，因此也称PMSM为正弦波电动机。总结一：1.交流变频电机——双边励磁的电机，转子交流励磁，可自行起步，存在转差率S；2.同步电机——双边励磁的电机，转子直流励磁，不可自行起步3.无换向器同步电机——由同步电动机

3、、位置检测器和电力电子装置组成的电子运行电机系统，其调速性能类似于直流电动机。由于其定子绕组电流的频率受转速自动控制、可消除振荡，所以亦称为自控式同步电动机4.永磁同步电机——转子采用永磁体，添加位置传感器，采用逆变电路控制。总结二：调速电动机：调速电动机最常用的有交流变频电动机、磁阻电动机、有刷直流电动机和无刷直流电动机同步电机的结构同步电动机也是由静止的定子和转动的转子两个基本部分组成的。1．定子由于同步电机的定子结构部件和异步电动机一样，起着接收、输出电能和产生旋转磁场的作用，它们的结构形式并无多大区别，所以同步电动机

4、的定子也是由导磁的定子铁心和导电的三相交流绕组，以及固定铁心用的机座和端盖等部件组成。2．转子同步电机的转子有两种结构形式，一种是有明显磁极的，称为凸极式，如图11—3(a)所示；另一种转子为一个圆柱体，并无明显磁极，称为隐极式，如图11—3(b)所示。(a)(b)图11—3旋转磁极式同步电动机的结构示意图(a)凸极式；(b)隐极式1—定子；2—转子；3—集流环一般同步电动机都做成凸极式，和直流电动机一样，转子磁极铁心由钢板冲成冲片后，叠压而成，磁极上套有励磁绕组，励磁绕组用绝缘的铜线绕成，它与极身之间有绝缘。各磁极上励磁绕

5、组间的联接，必须注意到通过励磁电流以后，相邻磁极的极性呈现N与S交替排列，励磁绕组两个出线端接到两个集电环上，通过与集电环相接触的静止电刷向外引出，另外在磁极表面上装有笼型绕组，这种笼型绕组称为阻尼绕组，如图11—23所示。整个转子由磁极、磁轭、励磁绕组、转子支架(大型同步电动机有)、轴以及集电环等部件组成。励磁用的直流电流一般由整流电源来供给，也可用一台与同步电机同轴或非同轴的直流发电机供给。如果用永久磁铁做成的转子来代替直流励磁的磁极，这种同步电动机，被称为三相永磁同步电动机（即直流无刷电动机），由于三相永磁同步电动机的

6、转子不需用直流电流励磁，所以结构更简单，性能更好，是目前使用的主要伺服电动机之一。11.5　同步电动机的起动同步电动机的电磁转矩是由定子电流建立的旋转磁场和转子磁场的相互作用而产生的，仅在这两者相对静止时，才能得到平均电磁转矩。如将同步电动机励磁接入电源时，同步电动机转子磁场（转子）是静止不动的。当定子接入电网时，定子旋转磁场立即以同步转速相对转子磁场作相对运动，所以不能产生电磁转矩，电机不能起动。这一现象可以用图11—22来说明。假设定子磁场的旋转方向为逆时针方向，并在开始瞬间为图11—22(a)(a)(b)图11—22接

7、通励磁后起动时同步电动机的电磁转矩(a)相互吸引；(b)相互排斥所示的位置，由图可见，此瞬间定子磁场和转子磁场相互作用所产生的电磁转矩也为逆时针方向，是推动转子向逆时针方向旋转的。但由于机械惯性，转动缓慢的转子还未转动时，定子磁场已向前转动了一个极距，达到图11—22(b)所示的位置，此时定子磁极对转子磁极间的电磁转矩又为顺时针方向转动，其结果转子承受了一个脉振转矩，其平均转矩为零，故同步电动机不能自行起动。因此，要起动同步电动机必须借助于其他方法。目前同步电动机常用的起动方法有两种，即变频起动法和异步起动法。11.5.1变

8、频起动法变频起动方法是开始起动时，转子先加上励磁电流，定子边通入频率极低的三相交流电流，由于电枢磁动势转速极低，转子便开始旋转。定子边电源频率逐渐升高，转子转速也随之逐渐升高；定子边频率达额定值后，转子也达额定转速，起动完毕。显然定子边的电源是一个可调频率的变频电源，一般是采用变频装置。大