控制电机-微特同步电动机.ppt

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1、控制电机课件4微特同步电动机微特同步电动机5.0什么叫同步电动机电机的转速不随电源电压和负载的变化而变化，转速只和电源频率以及电机极对数有关，即电机的转速恒等于电机的同步转速。这一类电机叫同步电机电机的极对数电源的频率5.1永磁同步电动机5.1.1永磁材料简介分类：第一代：钐钴SmCo5第二代：钐钴Sm2Co17第三代：钕铁硼（Nd-Fe-B），日本住友，1983转子绕组通直流电产生磁场永磁体硬磁材料交直轴磁路差异5.1.1永磁材料简介剩余磁通密度（T）:Br矫顽力（A/m）:Hc磁能积BH（J/m3）：去磁曲线的面积,

2、代表单位体积永磁体的储能。永磁体的去磁曲线钕铁硼永磁材料性能优良，3个指标都很高。缺点：温度系数较差。5.1.2基本结构2相、3相、多相对称绕组产生空间圆形旋转磁场：永磁体磁极，不需励磁、不需滑环5.1.2基本结构凸极转子转子磁极结构水轮机转子32极汽轮机凸极转子，2极永磁同步电动机表面式等效电路永磁同步电动机转子磁极结构径向式切向式并联式混合式5.1.3工作原理发电机定子对称绕组产生的空间旋转磁场和转子永磁磁极相互作用。理想空载电动机1.发电机运行状态N1、S1定子绕组所产生的空间旋转磁场；N2、S2转子的永磁磁极；原

3、动机拖动转子旋转，磁力线发生扭曲，转子磁极拉着定子磁极一起同步旋转，发电机将机械功率转换为电功率输出。转子磁极是拖动着，定子磁极是被拖动者，两种磁极的轴线存在一定的夹角θ。磁拉力大，磁极轴线的夹角就大！磁极轴线的夹角θ又叫功角2对磁极之间存在磁场作用—同性相斥，异性相吸，从而产生电磁转矩（制动性质）。发电机2.理想空载状态N1、S1定子绕组所产生的空间旋转磁场；N2、S2转子的永磁磁极；磁力线不发生扭曲。当发电机产生的电磁功率为0时，功角θ为0，两对磁极的轴线重合，无切向磁拉力，电磁转矩为0。理想空载3.电动机状态N1、

4、S1定子绕组所产生的空间旋转磁场；N2、S2转子的永磁磁极；若电机转子上带有负载，则定子旋转磁场会拉着转子磁极一起同步旋转，电磁转矩为驱动性质。电动机磁力线发生扭曲，定子磁极拉着转子磁极一起同步旋转，电动机将电功率转换机械功率为输出。定子磁极是拖动着，是转子磁极被拖动者，两种磁极的轴线存在一定的夹角θ。磁拉力大，磁极轴线的夹角就大！磁极轴线的夹角θ又叫功角1.参数关系原因：永磁同步电机的直轴磁阻大，交轴磁阻小。电磁式同步电机：Xd＞Xq永磁式同步电机：Xd＜Xq5.1.4运行特性直轴同步电抗Xd；交轴同步电抗Xq电抗值反

5、比于交直轴的磁阻！永磁同步电动机的电磁转矩和功角的关系2.矩角特性E0：永磁体磁通在转子绕组中感应出的感应电动势；m1：定子绕组的相数；U1：定子绕组的电源电压；θ：功角，定转子磁极的轴线夹角。永磁体励磁转矩和磁阻转矩2.矩角特性转子的转动惯量带来的惯性启动瞬间，定转子的磁场之间转速相差过大相吸引相排斥5.1.5启动问题解决起动问题的措施使用变频电源。启动时，电源频率由0逐渐加速到额定值。采用矢量控制，实时监测转子位置，性能优异！！！变频电源价格昂贵，控制复杂。适用于高性能、宽调速范围领域。加装启动绕组（鼠笼）构成自起动

6、永磁同步电动机。启动时依靠鼠笼的感应电动势产生的异步转矩将转子转速带到同步转速附近（s=0.01~0.02），此时定转子磁极的转速相差不大，依靠磁极的相互吸引将转子带到同步转速，进入正常工作。正常工作后，转子以同步速度运动，定转子相对静止，鼠笼失去作用。结构简单，成本低。适用于恒速场合。5.2磁阻同步电动机磁阻同步电动机又称为反应式同步电动机。转子本身没有磁性，仅依靠转子的交、直轴磁路的磁阻差异所产生的磁阻转矩来工作。5.2.1基本结构转子结构多种多样，但交、直轴磁阻差别很大！！磁阻最小原理：磁力线总是力图走磁阻最小的路

7、径。2极4极Xd＞Xq5.2.2工作原理磁阻最小原理：磁力线总是力图走磁阻最小的路径。θ=0度θ=0~90度θ=90度磁阻转矩5.2.3.矩角特性Xd和Xq的差值越大越好！！！鼠笼型启动绕组5.2.4.启动问题磁阻同步电动机的优点：结构简单成本低廉！缺点：电磁转矩小，功率小，效率低。