电工电子学论文

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1、4彥史隼《电工电子学》课外拓展阅读报告《永磁同步电动机》姓名：张宇飞指导教师：冯芳碧学号：20114131专业班级：核能02班2013年5月永磁同步电动机摘要：电动机是转换能量的一种机械，不仅是工业，农业和交通运输业的重要设备，在国防，文教和医疗及日常生活中而应用也越来越广泛。随着社会发展和人们生活水平的不断提高，家电需求量迅速增加，一个家庭中拥有的电动机数量多少已代表一个国家人们生活水平的高低，永磁同步电动机的使用，不仅使我们生活更加舒适，同时节约了能源。1永磁同步电动机原理及特点：通过电工学我们知道，电机是以磁场为媒介来进行电能、机械能之间相互转化的电磁装置，可以运用两种

2、方法建立起转换所需的气隙磁场，其一是在电机的绕组内接通电流来产生磁场，这类电励磁电机既需要专用的绕组和相应装置，又需要不断地为其提供能量维持电流的流动，其二是通过永磁体产生磁场。永磁体电动机是第二种电能与机械能转化的电机，其运用永磁体来替代电线圏励磁的电机。永磁电动机其中的转子为永磁体，因此其发展始终和永磁材料有着密切关系。在二十世纪六十年代到八十年代，随着拥有高深磁密度、高矫顽力、高磁能积的永磁体相继问世，使永磁电机的发展步入一个全新的发展时期。我国作为探明稀土储量占到全球总量的百分之八十五的稀土资源大国，在研究永磁材料这方面有着的巨大优势，同时也为我国的永磁电机研究跟发展

3、奠定了坚实基础。因永磁体自身的固有属性，其在经过磁化后就无需再输入能量便能在永磁体的周围建立起永久磁场。这种方法既简单又节能，具有损耗低、体积小、效率高等优势。在永磁同步电动机中，以三相正弦电压方式（120°相移）施加于定子绕组上，这样在转子周围建立一个旋转磁场。转子与旋转定子场对齐，故此，当转子与定子磁通分隔90。时转距便是最大，当磁通对齐时转距便是零。最后，转子速度等于定子频率，因为这些缘故，这类电动机被称为同步，电动机的转速可由调节三相电源的频率来控制。多相永磁同步电动机是属于涡流启动、同步运转，其转子实现了稀土的永磁化因此不存在滑差、电励磁，且转子不需要无功励磁电流。

4、使其功率因数提高、定子电流大幅下降、铜耗量减少、无功功率降低，其效率显著提高。因永磁电动机级弧系数比异步电动机的要高，所以当定子结构跟电压一定的时候，永磁同步电机的平均磁感应的强度要比异步电动机的低，使铁损耗小。因得出永磁电动机的不变损耗要小，可变损耗比异步电动机的要低，这样的效率特性在20%〜120%的额定负载范围内呈现出高效率和稳定。节能的效果非常明显。永磁同步电动机的最大特点无磁力割线、无绕组等其在设计、结构、制造理论上与传统的电动机存在着本质区别。永磁同步机与以前传统的异步电动机相比主要有以下特点：1.1永磁同步电机的结构较为简单、体积小、重量轻，如10KW的永磁同步

5、电机重92KG,异步电动机重约220KG,永磁电机的重量只有异步电机的48.5%。其应用范围十分广泛。1.2永磁同步电机惯性低、转矩是一定的、并且响应速度快，转子不会出现发热跟损耗的情况，对能源的利用率也高。1.3因永磁同步电动机中转子是永磁体，不需要进行励磁，这样就减少了定子电阻和电流损耗，电动机的效率也就更高了。1.4随着科技的发展，在永磁同步电动机中大量使用最新型的永磁材料钱铁硼磁体，这样可以使转子的矫顽力、剩余磁密、最大磁能积的性能得到提高，在提高永磁同步电动机的性能时还减小了其体积。2永磁同步电动机的运行控制方法永磁同步电动机的运行可分为外同步和自同步二类。用独立的

6、变频电源向永磁同步电动机供电，同步电动机转速严格地跟随电源频率而变化，此即为外同步式永磁同步电动机运行。外同步运行常用于开环控制，由于转速与频率的严格关系，此运行方式适合在多台电动机要求严格同步运行的场合使用，例如，纺织行业纱锭驱动，传送带馄道驱动等场合，为此可选用一台较大容量的变频器同时向多台永磁同步电动机供电。当然，变频器必须能软起动，输出频率能由低到高逐步上升到以解决同步电动机的起动问题。所谓自同步的永磁同步电动机，其定子绕组产生的旋转磁场位置由永磁转子的位置所决定,能自动地维持与转子磁场有90度的空间夹角，以产生最大的电机转矩。旋转磁场的转速则严格地由永磁转子的转速所

7、决定。用此种方式运行的永磁同步电动机除仍需逆变器开关电路外，还需要一个能检测转子位置的传感器，逆变器的开关工作，即永磁同步电动机定子绕组得到的多相电流，完全由转子位置检测装置给出的信号来控制。这种定子旋转磁场由由定子位置来决定的运行方式即自同步的永磁同步电动机运行方式,，自同步的永磁同步电动机运行方式从原理上分析可知，它具有直流电动机的特性，有稳定的起动转矩，可以白行起动,并可类似于直流电动机对电机进行闭环控制。自同步的永磁同步电动机已成为当今永磁同步电动机应用的主要方式。自同步永磁同步电动机按电机定子