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華興娛樂(lè)注冊(cè)-注冊(cè)我們都知道每個(gè)電機(jī)的產(chǎn)品原理,都是不一樣的,且理解難度也有所不同。今天,小編就帶你進(jìn)入了解永磁同步電機(jī)工作原理,附帶原理圖哦。
當(dāng)三相電流通入永磁同步電機(jī)定子的三相對(duì)稱(chēng)繞組中時(shí),電流產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)合成一個(gè)幅值大小不變的旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。由于其幅值大小不變,這個(gè)旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的軌跡便形成一個(gè)圓,稱(chēng)為圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)。其大小正好為單相磁動(dòng)勢(shì)最大幅值的1.5倍,即式中,F(xiàn)為圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì),(T?m);Fl為單相磁動(dòng)勢(shì)的最大幅值,(T?m);k為基波繞組系數(shù);p為電機(jī)極對(duì)數(shù);N為每一線圈的串聯(lián)匝數(shù);I為線圈中流過(guò)電流的有效值,A由于永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速恒為同步轉(zhuǎn)速,因此轉(zhuǎn)子主磁場(chǎng)和定子圓形旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)保持相對(duì)靜止。兩個(gè)磁場(chǎng)相互作用,在定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙中形成一個(gè)合成磁場(chǎng),它與轉(zhuǎn)子主磁場(chǎng)發(fā)生相互作用,產(chǎn)生了一個(gè)推動(dòng)或者阻礙電機(jī)旋轉(zhuǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩Te,即式中,Te為電磁轉(zhuǎn)矩,(N?m);0為功率角,rad;BR為轉(zhuǎn)子主磁場(chǎng),T;Bnet為氣隙合成磁場(chǎng),T。由于氣隙合成磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子主磁場(chǎng)位置關(guān)系的不同,永磁同步電機(jī)既可以運(yùn)行于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)也可以運(yùn)行于發(fā)電機(jī)狀態(tài),永磁同步電機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)如圖3所示。當(dāng)氣隙合成磁場(chǎng)滯后于轉(zhuǎn)子主磁場(chǎng)時(shí),產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反,這時(shí)電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài);相反,當(dāng)氣隙合成磁場(chǎng)超前于轉(zhuǎn)子主磁場(chǎng)時(shí),產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相同,這時(shí)電機(jī)處于電動(dòng)狀態(tài)。轉(zhuǎn)子主磁場(chǎng)與氣隙合成磁場(chǎng)之間的夾角稱(chēng)為功率角。
永磁同步電機(jī)由兩個(gè)關(guān)鍵部件組成,即一個(gè)多極化永磁轉(zhuǎn)子和帶有適當(dāng)設(shè)計(jì)繞組的定子。在操作過(guò)程中,旋轉(zhuǎn)的多極化永磁轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)子與定子的氣隙形成一個(gè)隨時(shí)間變化的磁通。這個(gè)通量在定子繞組端子上產(chǎn)生交流電壓,從而形成用于發(fā)電的基礎(chǔ)。在此處所討論的永磁同步電機(jī)使用一個(gè)安裝在鐵磁芯上的環(huán)形永磁鐵。內(nèi)部永磁同步電機(jī)不在這里考慮。因磁鐵嵌入到一個(gè)電鍍的鐵磁芯內(nèi)是非常困難的,通過(guò)使用適當(dāng)厚度的磁鐵(500m)以及在轉(zhuǎn)子和定子鐵芯的高性能磁材料,氣隙可以做得非常大(300~500m)而沒(méi)有明顯的性能損失,這使得定子繞組在氣隙中占據(jù)一定的空間,從而大大簡(jiǎn)化了永磁同步電動(dòng)機(jī)的制造。永磁同步電機(jī)工作原理圖解
PMSM(permanent magnet synchronous motor)實(shí)際工作是一種交流電機(jī),其定子運(yùn)行是三項(xiàng)的相差 的交流電,而轉(zhuǎn)子則是永磁體。但是這種電機(jī)最大的優(yōu)勢(shì)就是交流電能量由直流提供,這樣就可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行精確的控制,而且解決了電刷帶來(lái)的壽命問(wèn)題。
下面對(duì)其工作原理進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹,如圖 1,定子的工作電流都為正弦波,而且其三項(xiàng)在任何時(shí)候相加都為零,所以PMSM中三項(xiàng)繞組實(shí)際上沒(méi)有中線的,其在電機(jī)中示例繞線,所以實(shí)際上在PMSM中XYZ是連接在一個(gè)點(diǎn)的。
從繞線中不難看出,實(shí)際的電流方向產(chǎn)生的磁場(chǎng)是和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)在同一個(gè)平面,這也就是PMSM控制的基本需要和基本方法。從圖中也不難看出,實(shí)際在A相產(chǎn)生的磁場(chǎng)在開(kāi)始是需要與轉(zhuǎn)子磁極的D軸方向相反(可以相差一個(gè)確定的角度,軟件實(shí)現(xiàn)),確切的說(shuō)應(yīng)該是必須知道轉(zhuǎn)子的D軸的位置。這個(gè)問(wèn)題實(shí)際在控制中是開(kāi)始的定向問(wèn)題,在這里簡(jiǎn)單的介紹一下方法:如果位置傳感器是絕對(duì)碼盤(pán)或者旋變,則可根據(jù)絕對(duì)位置處理,如果是增量碼盤(pán),則需要開(kāi)始的一個(gè)UVW的大概位置估算。
除此之外,這里還需要明白幾個(gè)原理性的問(wèn)題,這里啰嗦一下:很多人從事這一塊的研發(fā)在知道怎么處理整個(gè)系統(tǒng)的過(guò)程而實(shí)際上是對(duì)整個(gè)基礎(chǔ)原理模糊的,這也就是很多國(guó)人做研發(fā)的通病,只知道怎么做,從來(lái)不知道為什么這么做以致永遠(yuǎn)只是模仿而不可能創(chuàng)新或者改進(jìn)。言歸正傳,首先我們知道在控制過(guò)程中需要檢測(cè)電流,然后進(jìn)行clarke和park變換,從而出現(xiàn)了電流方向問(wèn)題,人家這么說(shuō)是為了方便,而實(shí)際上上這里的電流方向不是電流方向,而是電流產(chǎn)生的電磁場(chǎng)方向(這是因?yàn)殡姶艌?chǎng)的大小與產(chǎn)生它的電流方向成正比的)。
然后研究一下電壓的概念,繞組電壓是比電流相位超前 的,而很多我們需要的結(jié)果是與電壓成一定簡(jiǎn)單關(guān)系的,這是因?yàn)殡妷菏菆?chǎng)量,而電流不是。根本上沒(méi)有電壓這個(gè)東西,它只是間接反應(yīng)電流的一種我們定義出來(lái)的表達(dá)方式,所以它的變化影響電流,而電流的變化會(huì)在場(chǎng)的方面反應(yīng)在電壓上。比如前面討論的問(wèn)題,在電機(jī)初始的時(shí)候,A相電流是零,這是因?yàn)樵诶@組上電流不能突變,而這個(gè)時(shí)候電壓是最大,反應(yīng)了實(shí)際我們是需要加在繞組上最大的我們需要的一個(gè)量(電流)。這里描述的有些晦澀,但是物理這個(gè)自然界基本規(guī)律實(shí)際就是這么反應(yīng)的,希望讀我文章的讀者能自己仔細(xì)揣摩,反應(yīng)一個(gè)自然界的問(wèn)題(都上升到哲學(xué)問(wèn)題了)。
永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)是怎樣的每個(gè)機(jī)械產(chǎn)品,大多數(shù)都會(huì)有由各種結(jié)構(gòu)組成的,而每個(gè)結(jié)構(gòu)的組成又是各不相同。但是今天小編是分享的是關(guān)于 永磁同步電機(jī) 結(jié)構(gòu)是怎樣的?作為新手的你,一定要看看了。 永磁同 ...電機(jī)專(zhuān)題: