电机及拖动基础第2版 教学课件 作者 邵群涛 主编 8-2.ppt

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1、8.2正弦波三相永磁同步电动机电动机的定子三相绕组通以对称的正弦波交流电流，称为正弦波三相永磁同步电动机PMSM（PermanentMagnetSynchronousMotor）8.2.1正弦波三相永磁同步电动机的基本组成和结构形式组成：电机本体、转子位置传感器、电子开关（与直流无刷电动机相同）1.正弦波永磁同步电动机本体的结构原理定子：三相对称绕组，接成Y或△，称为电枢绕组→产生同步旋转磁场。转子：高磁能积的稀土磁性材料→永磁转子。三相绕组接成Y或△。由转子位置检测器决定晶体管的导通、关断。2.定子电枢绕组的开关控制3.转子位置传感器作用：检测电动机转子的实际位置。（1

2、）增量式光电脉冲编码器组成：固定在定子上的光电耦合开关+固定在转轴上的遮光盘原理：有光线通过，光电管导通，输出低电平。无光线通过，光电管截止，输出高电平。发光二极管（固定）遮光盘（旋转）光电二极管（固定）A相B相R相（基准）（２）绝对式光电脉冲编码器光电码盘的码按照二进制读数设计。（3）旋转变压器光电码盘易受电气“噪声”的干扰。旋转变压器的定子、转子均有二相交流绕组。8.2.2正弦波三相永磁同步电动机的基本原理定子旋转磁场以n1旋转→使定子磁链在d轴上的分量为零→则定子磁链只有q轴上的分量ΨS→以n1的速度旋转，且始终领先d轴90°。永磁转子的磁链Ψr的方向与正d轴同向

3、→定子磁场领先转子磁场90°→拉着转子以n1旋转。1.同步旋转的基本原理定子磁场与转子磁场正交，拉着转子磁场旋转2.正弦波三相永磁同步电动机的电磁转矩从模型上看交流永磁伺服电动机相当于直流永磁电动机，其转矩表达式为Tem=PnΨrI1Ψr—转子磁链分量I1—定子电流Tem—输出电磁转矩Pn—三相永磁同步伺服电动机的磁极对数3.正弦波三相永磁同步电动机的调速控制（1）变频原理转子转速与定子旋转磁场转速一致，转速n1∝频率f1，调节f1→转速n1变化定子三相绕组中电流的频率f1变化→n1变化→这种变频的三相电流可由SPWM正弦波脉宽调制方法产生（2）SPWM的控制电路（3）S

4、PWM变频器的主电路4.正弦波三相永磁同步电动机的起动控制正弦波三相永磁同步电动机采用了转子定向的控制方式，必须实时地测出电动机转子位置→确定dq坐标系一般采用增量式光电编码器作为正弦波三相永磁同步电动机的转子位置检测元件8.2.3三相永磁同步电动机的特点1.快速性好2.调速范围广3.低速性能好4.寿命长，维护简单5.适合易燃易爆的场合8.2.4正弦波三相永磁同步电动机与直流无刷电动机的比较1.结构差异2.转子位置反馈信号检测方式不同3.电磁转矩稳定性不同4.体积和重量不同5.应用的主要场合不同