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永磁同步电机对照表(永磁同步电机入门指南)

永磁同步电机对照表(永磁同步电机入门指南)永磁同步电机的应用缺点类型永磁同步电机控制优点

目录

什么是永磁同步电机?

结构

工作原理

特征

类型

永磁同步电机控制

优点

缺点

永磁同步电机的应用


永磁同步电机(PMSM)是一种由永磁体提供磁场激励的交流同步电机。永磁同步电机是非常高效,无刷,非常快,安全,并给予一个高动力学性能。永磁同步电机由于其自身的优点,在许多领域都有广泛的应用。

什么是永磁同步电机?

永磁同步电机(PMSM)是一种无刷电机,具有很高的可靠性和效率。由于其永磁转子,也具有高转矩,机架尺寸小。而不是使用绕组转子,永磁体安装生成一个旋转磁场。由于没有直流电源的供应,这些类型的电机非常简单,成本更低。永磁同步电机是一种交流同步电机,其励磁由永磁体提供,具有正弦波形。永磁体使永磁同步电机在零转速下产生力矩。该电机提供高效率的操作,并需要一个数字控制的逆变器。

为什么同步电机不能自启动?

结构

永磁同步电机,像任何旋转电机一样,包含一个转子和一个定子。永磁同步电机的结构与基本同步电机相似,但唯一不同的是转子。在这种类型的电机中,永磁体安装在转子上,转子没有任何磁场绕组。

永磁体被用来产生磁场。电机用永磁体具有较高的磁导率,由钐钴和介质铁、硼组成。最广泛使用的永磁体是钕硼铁,因为它的有效成本和容易获得。

工作原理

永磁同步电机的工作原理与同步电机相似。其工作原理是基于定子的旋转磁场和转子的恒定磁场的相互作用。它取决于旋转磁场在同步速度下产生的电动势。

当定子绕组由三相电源供电时,旋转磁场就会在气隙之间产生。当转子磁场极点保持旋转磁场在同步速度和转子连续旋转时,这就产生转矩。由于这些电机不是自起动的,因此需要提供一个变频电源。

永磁同步电机对照表(永磁同步电机入门指南)(1)

特征
  • 没有火花,在爆炸环境中更安全
  • 干净、快捷、高效
  • 比ACIM更紧凑、更高效、更轻
  • 专为高性能伺服应用
  • 运行与/不需要位置编码器
  • 可听见噪音和电磁干扰低
  • 平稳的低速和高速性能
  • 与磁场定向控制(FOC)耦合时,产生最佳力矩
类型

根据磁铁与转子的连接方式和转子的设计,永磁同步电机可分为两种类型:

  • 表面永磁同步电机(SPMSM)
  • 内部永磁同步电机。

SPMSM安装所有磁铁片在表面上,而IPMSM放置磁铁在转子内。

此外,根据定子设计,永磁同步电机可以:

  • 分布式绕组
  • 集中绕组

永磁同步电机对照表(永磁同步电机入门指南)(2)

永磁同步电机控制

由于永磁同步电机必须采用正弦波驱动,使得控制的复杂性增加。永磁同步电机需要一个控制系统,例如,一个变频驱动或伺服驱动。有大量的控制技术实现了控制系统。最优控制方法的选择主要取决于摆在电驱动前面的任务。为了解决简单的任务,通常采用梯形控制与霍尔传感器。为了解决电力驱动需要最大性能的问题,通常选择磁场定向控制。

优点
  • 永磁同步电机的优点包括:
  • 高速和低速运行的动力学性能
  • 高功率密度
  • 转子惯性小,易于控制
  • 电机换向时无转矩脉动
  • 高而平滑的力矩
  • 在高速下效率高
  • 耐磨损
  • 有不同包装的小尺寸
  • 易于维护和安装
  • 能够在低速时保持全力矩
  • 高可靠性
  • 有效散热
  • 噪音小
缺点

永磁同步电机的缺点是

  • 高初始成本
  • 非常昂贵
  • 难以启动,因为它不是一个自启动电机
永磁同步电机的应用
  • 空调
  • 冰箱
  • 空调压缩机
  • 直驱洗衣机
  • 汽车电动助力转向
  • 机床
  • 控制牵引
  • 数据存储单元
  • 伺服驱动器
  • 电动汽车动力传动系统
  • 工业应用,如机器人,航空航天等等。

当然,这只是关于永磁同步电机的一个简要概述。

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