永磁同步電機(jī)

1、第二章第二章 永磁電機(jī)永磁電機(jī)w永磁電機(jī)的主要特點(diǎn)和應(yīng)用永磁電機(jī)的主要特點(diǎn)和應(yīng)用w永磁直流電機(jī)永磁直流電機(jī)w永磁同步電動(dòng)機(jī)永磁同步電動(dòng)機(jī)w永磁同步發(fā)電機(jī)永磁同步發(fā)電機(jī)永磁同步電動(dòng)機(jī)永磁同步電動(dòng)機(jī)一一永磁同步電動(dòng)機(jī)的總體結(jié)構(gòu)永磁同步電動(dòng)機(jī)的總體結(jié)構(gòu)二二永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 三三永磁同步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能永磁同步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能四四永磁同步電動(dòng)機(jī)的磁路分析與計(jì)算永磁同步電動(dòng)機(jī)的磁路分析與計(jì)算 五五永磁同步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)計(jì)算和分析永磁同步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)計(jì)算和分析 六六異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程 永磁同步電動(dòng)機(jī)永磁同步電動(dòng)機(jī)w主磁場(chǎng)方

2、向不同：主磁場(chǎng)方向不同：徑向磁場(chǎng)式和軸向磁場(chǎng)式。徑向磁場(chǎng)式和軸向磁場(chǎng)式。w電樞繞組位置電樞繞組位置：內(nèi)轉(zhuǎn)子式（常規(guī)式）和外轉(zhuǎn)內(nèi)轉(zhuǎn)子式（常規(guī)式）和外轉(zhuǎn)子式。子式。w轉(zhuǎn)子有無(wú)起動(dòng)繞組：轉(zhuǎn)子有無(wú)起動(dòng)繞組：無(wú)起動(dòng)繞組電動(dòng)機(jī)（常無(wú)起動(dòng)繞組電動(dòng)機(jī)（常稱(chēng)為調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)）和有起動(dòng)繞組電稱(chēng)為調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)）和有起動(dòng)繞組電動(dòng)機(jī)（常稱(chēng)為異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)）動(dòng)機(jī)（常稱(chēng)為異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)）。w供電電流波形供電電流波形：可分為矩形波永磁同步電動(dòng)可分為矩形波永磁同步電動(dòng)機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)為機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)為無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)）和正弦波永磁）和正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)為同步電動(dòng)機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)為永磁同步電動(dòng)機(jī)永磁同步電

3、動(dòng)機(jī)）。一、永磁同步電動(dòng)機(jī)的總體結(jié)構(gòu)一、永磁同步電動(dòng)機(jī)的總體結(jié)構(gòu)w永磁同步電動(dòng)機(jī)也由定子、轉(zhuǎn)子和端蓋等部永磁同步電動(dòng)機(jī)也由定子、轉(zhuǎn)子和端蓋等部件構(gòu)成。定子與普通感應(yīng)電動(dòng)機(jī)基本相同，件構(gòu)成。定子與普通感應(yīng)電動(dòng)機(jī)基本相同，也采用疊片結(jié)構(gòu)以減小電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的鐵耗。也采用疊片結(jié)構(gòu)以減小電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的鐵耗。轉(zhuǎn)子鐵心可以做成實(shí)心的，也可以用疊片疊轉(zhuǎn)子鐵心可以做成實(shí)心的，也可以用疊片疊壓而成。壓而成。 永磁同步電動(dòng)機(jī)橫截面示意圖永磁同步電動(dòng)機(jī)橫截面示意圖1定子定子 2永磁體永磁體 3轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸 4轉(zhuǎn)子鐵心轉(zhuǎn)子鐵心一、永磁同步電動(dòng)機(jī)的總體結(jié)構(gòu)一、永磁同步電動(dòng)機(jī)的總體結(jié)構(gòu) 為減小電動(dòng)機(jī)雜散損耗，定子繞組通常采為減

4、小電動(dòng)機(jī)雜散損耗，定子繞組通常采用星形接法。永磁同步電動(dòng)機(jī)的氣隙長(zhǎng)度是一用星形接法。永磁同步電動(dòng)機(jī)的氣隙長(zhǎng)度是一個(gè)非常關(guān)鍵的尺寸，盡管它對(duì)這類(lèi)電動(dòng)機(jī)的無(wú)個(gè)非常關(guān)鍵的尺寸，盡管它對(duì)這類(lèi)電動(dòng)機(jī)的無(wú)功電流的影響不如對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)那么敏感，但功電流的影響不如對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)那么敏感，但是它是它對(duì)電動(dòng)機(jī)的交、直軸電抗影響很大對(duì)電動(dòng)機(jī)的交、直軸電抗影響很大，進(jìn)而，進(jìn)而影響到電動(dòng)機(jī)的其他性能。此外，氣隙長(zhǎng)度的影響到電動(dòng)機(jī)的其他性能。此外，氣隙長(zhǎng)度的大小還對(duì)電動(dòng)機(jī)的裝配工藝和電動(dòng)機(jī)的雜散損大小還對(duì)電動(dòng)機(jī)的裝配工藝和電動(dòng)機(jī)的雜散損耗有著較大的影響。耗有著較大的影響。 永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子直軸磁路中永磁體永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)

5、子直軸磁路中永磁體的磁導(dǎo)率很小，的磁導(dǎo)率很小，Xad較小，故一般較小，故一般Xad Xaq。 分析時(shí)應(yīng)注意其分析時(shí)應(yīng)注意其異于電勵(lì)磁異于電勵(lì)磁凸極同步電凸極同步電動(dòng)機(jī)的這一特點(diǎn)動(dòng)機(jī)的這一特點(diǎn) 。二、永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)二、永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)w轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)不同，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能、控轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)不同，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能、控制系統(tǒng)、制造工藝和適用場(chǎng)合也不同。按照制系統(tǒng)、制造工藝和適用場(chǎng)合也不同。按照永磁體在轉(zhuǎn)子上位置的不同，永磁同步電動(dòng)永磁體在轉(zhuǎn)子上位置的不同，永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)一般可分為三種：表面式、機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)一般可分為三種：表面式、內(nèi)置式和爪極式。內(nèi)置式和爪極式。

6、 二、永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)二、永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)1.表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)2.內(nèi)置式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)內(nèi)置式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)3.爪極式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)爪極式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)4.隔磁措施隔磁措施1、表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)、表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)NSNSNSNSNSNSNSNS(a)凸出式（隱極結(jié)構(gòu)）凸出式（隱極結(jié)構(gòu)） (b)插入式（凸極結(jié)構(gòu)）插入式（凸極結(jié)構(gòu)）1、表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 對(duì)采用稀土永磁的電機(jī)來(lái)說(shuō)，由于永對(duì)采用稀土永磁的電機(jī)來(lái)說(shuō)，由于永磁材料的相對(duì)回復(fù)磁導(dǎo)率接近磁材料的相對(duì)回復(fù)磁導(dǎo)率接近1，所以表，所以表面凸出式轉(zhuǎn)于在電磁性能上屬于隱極轉(zhuǎn)子面凸出式轉(zhuǎn)于在電磁性能

7、上屬于隱極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；而表面插入式轉(zhuǎn)子的相鄰兩永磁磁結(jié)構(gòu)；而表面插入式轉(zhuǎn)子的相鄰兩永磁磁極間有著磁導(dǎo)率很大的鐵磁材料，故在電極間有著磁導(dǎo)率很大的鐵磁材料，故在電磁性能上屬于凸極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。磁性能上屬于凸極轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。 1、表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)凸出式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)使用特點(diǎn)凸出式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)使用特點(diǎn) 具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本較低、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本較低、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小等優(yōu)點(diǎn)小等優(yōu)點(diǎn)，在矩形波永磁同步電動(dòng)機(jī)和恒功率，在矩形波永磁同步電動(dòng)機(jī)和恒功率運(yùn)行范圍不寬的正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)中得到運(yùn)行范圍不寬的正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)中得到了廣泛應(yīng)用。此外，表面凸出式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中的了廣泛應(yīng)用。此外，表面凸出式轉(zhuǎn)

8、子結(jié)構(gòu)中的永磁磁極易于實(shí)現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計(jì)，使之成為能使電永磁磁極易于實(shí)現(xiàn)最優(yōu)設(shè)計(jì)，使之成為能使電動(dòng)機(jī)氣隙磁密波形趨近于正弦波的磁極形狀，動(dòng)機(jī)氣隙磁密波形趨近于正弦波的磁極形狀，可顯著提高電動(dòng)機(jī)乃至整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的性能?？娠@著提高電動(dòng)機(jī)乃至整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的性能。1、表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)插入式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)使用特點(diǎn)插入式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)使用特點(diǎn) 這種結(jié)構(gòu)可充分利用轉(zhuǎn)子磁路的這種結(jié)構(gòu)可充分利用轉(zhuǎn)子磁路的不對(duì)稱(chēng)性不對(duì)稱(chēng)性所產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩所產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩，提高電動(dòng)機(jī)的功率密度，提高電動(dòng)機(jī)的功率密度，動(dòng)態(tài)性能較凸出式有所改善，制造工藝也較簡(jiǎn)動(dòng)態(tài)性能較凸出式有所改善，制造工藝也較簡(jiǎn)單，常被某些調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)所采

9、用。單，常被某些調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)所采用。但但漏磁系數(shù)和制造成本漏磁系數(shù)和制造成本都較凸出式大。都較凸出式大。 1、表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 總之，表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)的制造工藝簡(jiǎn)總之，表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)的制造工藝簡(jiǎn)單、成本低，應(yīng)用較為廣泛，尤其適宜于矩形單、成本低，應(yīng)用較為廣泛，尤其適宜于矩形波永磁同步電動(dòng)機(jī)。但因轉(zhuǎn)子表面無(wú)法安放起波永磁同步電動(dòng)機(jī)。但因轉(zhuǎn)子表面無(wú)法安放起動(dòng)繞組，動(dòng)繞組，無(wú)異步起動(dòng)能力無(wú)異步起動(dòng)能力，不能用于異步起動(dòng)，不能用于異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)。永磁同步電動(dòng)機(jī)。 永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)1.表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)2.

10、內(nèi)置式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)內(nèi)置式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)3.爪極式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)爪極式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)4.隔磁措施隔磁措施2、內(nèi)置式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)、內(nèi)置式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 永磁體位于轉(zhuǎn)子內(nèi)部，永磁體外表面與定子鐵心永磁體位于轉(zhuǎn)子內(nèi)部，永磁體外表面與定子鐵心內(nèi)圓之間有內(nèi)圓之間有鐵磁物質(zhì)鐵磁物質(zhì)制成的極靴，極靴中可以放置鑄制成的極靴，極靴中可以放置鑄鋁籠或銅條籠，起阻尼或鋁籠或銅條籠，起阻尼或( (和和) )起動(dòng)作用，動(dòng)、穩(wěn)態(tài)性起動(dòng)作用，動(dòng)、穩(wěn)態(tài)性能好，廣泛用于要求有異步起動(dòng)能力或動(dòng)態(tài)性能高的能好，廣泛用于要求有異步起動(dòng)能力或動(dòng)態(tài)性能高的永磁同步電動(dòng)機(jī)。永磁同步電動(dòng)機(jī)。內(nèi)置式轉(zhuǎn)子內(nèi)的永磁體受到極靴的內(nèi)置式轉(zhuǎn)子內(nèi)的永磁體受到極靴的

11、保護(hù)，保護(hù)，其轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱(chēng)性所產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩其轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱(chēng)性所產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩也有助于提高電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力和功率密度，而且易也有助于提高電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力和功率密度，而且易于于“弱磁弱磁”擴(kuò)速。擴(kuò)速。 w徑向式結(jié)構(gòu)徑向式結(jié)構(gòu)w切向式結(jié)構(gòu)切向式結(jié)構(gòu)w混合式結(jié)構(gòu)混合式結(jié)構(gòu)2、內(nèi)置徑向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)、內(nèi)置徑向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)1轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸 2永磁體槽永磁體槽 3永磁體永磁體 4轉(zhuǎn)子導(dǎo)條轉(zhuǎn)子導(dǎo)條早期常用早期常用應(yīng)用較為廣泛應(yīng)用較為廣泛2、內(nèi)置徑向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)、內(nèi)置徑向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)1轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸 2永磁體槽永磁體槽 3永磁體永磁體 4轉(zhuǎn)子導(dǎo)條轉(zhuǎn)子導(dǎo)條外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)更大的永磁體空間更大的永磁體

12、空間2、內(nèi)置徑向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)、內(nèi)置徑向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 優(yōu)點(diǎn)是漏磁系數(shù)小、轉(zhuǎn)軸上不需采取優(yōu)點(diǎn)是漏磁系數(shù)小、轉(zhuǎn)軸上不需采取隔磁措施、極弧系數(shù)易于控制、轉(zhuǎn)子沖片隔磁措施、極弧系數(shù)易于控制、轉(zhuǎn)子沖片機(jī)械強(qiáng)度高、安裝永磁體后轉(zhuǎn)子不易變形機(jī)械強(qiáng)度高、安裝永磁體后轉(zhuǎn)子不易變形等。等。2、內(nèi)置、內(nèi)置切向式切向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)1轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸 2空氣隔磁槽空氣隔磁槽 3永磁體永磁體 4轉(zhuǎn)子導(dǎo)條轉(zhuǎn)子導(dǎo)條優(yōu)點(diǎn)：一個(gè)極距下的磁通由相臨兩個(gè)磁極并聯(lián)優(yōu)點(diǎn)：一個(gè)極距下的磁通由相臨兩個(gè)磁極并聯(lián)提供，可得到更大的每極磁通。提供，可得到更大的每極磁通。2、內(nèi)置切向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)、內(nèi)置切向式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 這類(lèi)結(jié)構(gòu)的漏磁系數(shù)較

13、大，并且需采用相應(yīng)這類(lèi)結(jié)構(gòu)的漏磁系數(shù)較大，并且需采用相應(yīng)的隔磁措施。電動(dòng)機(jī)制造工藝相制造成本較徑向的隔磁措施。電動(dòng)機(jī)制造工藝相制造成本較徑向式結(jié)構(gòu)有所增加。其優(yōu)點(diǎn)在于式結(jié)構(gòu)有所增加。其優(yōu)點(diǎn)在于一個(gè)極距下的磁通一個(gè)極距下的磁通由相臨兩個(gè)磁極并聯(lián)提供，可得到更大的每極磁由相臨兩個(gè)磁極并聯(lián)提供，可得到更大的每極磁通通。尤其當(dāng)電動(dòng)機(jī)極數(shù)較多、徑向式結(jié)構(gòu)不能提。尤其當(dāng)電動(dòng)機(jī)極數(shù)較多、徑向式結(jié)構(gòu)不能提供足夠的每極磁通時(shí)，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)便顯得更供足夠的每極磁通時(shí)，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)便顯得更為突出。此外，采用切向式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁同步為突出。此外，采用切向式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁同步電動(dòng)機(jī)的磁阻轉(zhuǎn)矩在電動(dòng)機(jī)總電磁轉(zhuǎn)矩中的比

14、例電動(dòng)機(jī)的磁阻轉(zhuǎn)矩在電動(dòng)機(jī)總電磁轉(zhuǎn)矩中的比例可達(dá)可達(dá)40，這對(duì)，這對(duì)充分利用磁阻轉(zhuǎn)矩充分利用磁阻轉(zhuǎn)矩，提高電動(dòng)機(jī)，提高電動(dòng)機(jī)功率密度和擴(kuò)展電動(dòng)機(jī)的恒功率運(yùn)行范圍都是很功率密度和擴(kuò)展電動(dòng)機(jī)的恒功率運(yùn)行范圍都是很有利的。有利的。 2、內(nèi)置混合式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)、內(nèi)置混合式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)1轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸 2永磁體槽永磁體槽 3永磁體永磁體 4轉(zhuǎn)子導(dǎo)條轉(zhuǎn)子導(dǎo)條2、內(nèi)置混合式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)、內(nèi)置混合式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)1轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸 2永磁體槽永磁體槽 3永磁體永磁體 4轉(zhuǎn)子導(dǎo)條轉(zhuǎn)子導(dǎo)條2、內(nèi)置混合式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)內(nèi)置混合式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 這類(lèi)結(jié)構(gòu)集中了徑向式和切問(wèn)式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，這類(lèi)結(jié)構(gòu)集中了徑向式和切問(wèn)式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)

15、構(gòu)和制造工藝均較復(fù)雜，制造成本也比較高但結(jié)構(gòu)和制造工藝均較復(fù)雜，制造成本也比較高。圖。圖(a)是由德國(guó)西門(mén)子公司發(fā)明的混合式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)，是由德國(guó)西門(mén)子公司發(fā)明的混合式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)，需采用需采用非磁性轉(zhuǎn)軸或采用隔磁銅套非磁性轉(zhuǎn)軸或采用隔磁銅套，主要應(yīng)用于采用，主要應(yīng)用于采用剩磁密度較低的鐵氧體永磁同步電動(dòng)機(jī)。圖剩磁密度較低的鐵氧體永磁同步電動(dòng)機(jī)。圖(b)所示結(jié)所示結(jié)構(gòu)近年來(lái)用得較多，也采用隔磁磁橋隔磁。這種結(jié)構(gòu)構(gòu)近年來(lái)用得較多，也采用隔磁磁橋隔磁。這種結(jié)構(gòu)的徑向部分永磁體磁化方向長(zhǎng)度約是切向部分永磁體的徑向部分永磁體磁化方向長(zhǎng)度約是切向部分永磁體磁化方向長(zhǎng)度的一半。圖磁化方向長(zhǎng)度的一半。圖(c

16、)和和(d)永磁體的徑向部分與永磁體的徑向部分與切向部分的磁化方向長(zhǎng)度相等，也采取隔磁磁橋隔磁。切向部分的磁化方向長(zhǎng)度相等，也采取隔磁磁橋隔磁。但制造工藝卻依次更復(fù)雜，轉(zhuǎn)子沖片的機(jī)械強(qiáng)度也有但制造工藝卻依次更復(fù)雜，轉(zhuǎn)子沖片的機(jī)械強(qiáng)度也有所下降。所下降。 2、內(nèi)置混合式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)、內(nèi)置混合式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 在選擇轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)時(shí)還應(yīng)考慮到在選擇轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)時(shí)還應(yīng)考慮到不同轉(zhuǎn)不同轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)電機(jī)的交、直軸同步電抗子磁路結(jié)構(gòu)電機(jī)的交、直軸同步電抗 、 及及其比例其比例 ( (稱(chēng)為凸極率稱(chēng)為凸極率) )也不同也不同。在相同條。在相同條件下，上述三類(lèi)轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的直軸同件下，上述三類(lèi)轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)電動(dòng)

17、機(jī)的直軸同步電抗步電抗 相差不大，但它們的交軸同步電抗相差不大，但它們的交軸同步電抗 卻相差較大。卻相差較大。切向式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的切向式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的 最大，最大，徑向式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的徑向式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)電動(dòng)機(jī)的 次之次之。dXqXqdXXqXdXqXqX2、內(nèi)置混合式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)、內(nèi)置混合式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 由于磁路結(jié)構(gòu)和尺寸多種多樣，由于磁路結(jié)構(gòu)和尺寸多種多樣， 、 的的大小需要根據(jù)所選定的結(jié)構(gòu)和具體尺寸運(yùn)用電大小需要根據(jù)所選定的結(jié)構(gòu)和具體尺寸運(yùn)用電磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算求得。磁場(chǎng)數(shù)值計(jì)算求得。較大的較大的 和凸極率可以提和凸極率可以提高電動(dòng)機(jī)的牽入同步能力高電動(dòng)機(jī)的牽入同步能力、磁阻轉(zhuǎn)矩和電動(dòng)機(jī)、磁阻

18、轉(zhuǎn)矩和電動(dòng)機(jī)的過(guò)載倍數(shù)，因此設(shè)計(jì)高過(guò)載倍數(shù)的電動(dòng)機(jī)時(shí)的過(guò)載倍數(shù)，因此設(shè)計(jì)高過(guò)載倍數(shù)的電動(dòng)機(jī)時(shí)可充分利用大的凸極率所產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩。可充分利用大的凸極率所產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩。qXdXqX永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)1.表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)2.內(nèi)置式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)內(nèi)置式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)3.爪極式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)爪極式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)4.隔磁措施隔磁措施3、爪極式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)、爪極式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)1左法蘭盤(pán)左法蘭盤(pán) 2圓環(huán)形永磁體圓環(huán)形永磁體 3右法蘭盤(pán)右法蘭盤(pán) 4非磁性轉(zhuǎn)軸非磁性轉(zhuǎn)軸3、爪極式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)、爪極式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 左右法蘭盤(pán)的爪數(shù)相同，且兩者的爪極互左右法蘭盤(pán)的

19、爪數(shù)相同，且兩者的爪極互相錯(cuò)開(kāi)，沿圓周均勻分布，永磁體軸向充磁，相錯(cuò)開(kāi)，沿圓周均勻分布，永磁體軸向充磁，因而左右法蘭盎的爪極分別形成極性相異，相因而左右法蘭盎的爪極分別形成極性相異，相互錯(cuò)開(kāi)的永磁同步電動(dòng)機(jī)的磁極。爪極式轉(zhuǎn)子互錯(cuò)開(kāi)的永磁同步電動(dòng)機(jī)的磁極。爪極式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)永磁同步電動(dòng)機(jī)的性能較低，又不具備異結(jié)構(gòu)永磁同步電動(dòng)機(jī)的性能較低，又不具備異步起動(dòng)能力，但結(jié)構(gòu)和工藝較為簡(jiǎn)單。步起動(dòng)能力，但結(jié)構(gòu)和工藝較為簡(jiǎn)單。 永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)1.表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)表面式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)2.內(nèi)置式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)內(nèi)置式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)3.爪極式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)爪極式轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)4.隔磁措

20、施隔磁措施4、隔磁措施、隔磁措施1一轉(zhuǎn)軸一轉(zhuǎn)軸 2一轉(zhuǎn)于鐵心一轉(zhuǎn)于鐵心 3一永磁體槽一永磁體槽 4一一永永磁體磁體 5一轉(zhuǎn)于導(dǎo)條一轉(zhuǎn)于導(dǎo)條 4、隔磁措施隔磁措施 隔磁磁橋?qū)挾雀舸糯艠驅(qū)挾萣越小，該部位磁阻便越大，越能限越小，該部位磁阻便越大，越能限制漏磁通。但是制漏磁通。但是b過(guò)小將使沖片機(jī)械強(qiáng)度變差，并縮短過(guò)小將使沖片機(jī)械強(qiáng)度變差，并縮短沖模的使用壽命。沖模的使用壽命。隔磁磁橋長(zhǎng)度隔磁磁橋長(zhǎng)度w也是一個(gè)關(guān)鍵尺寸也是一個(gè)關(guān)鍵尺寸，計(jì)算結(jié)果表明，如果隔磁磁橋長(zhǎng)度不能保證一定的尺寸，計(jì)算結(jié)果表明，如果隔磁磁橋長(zhǎng)度不能保證一定的尺寸，即使磁橋?qū)挾刃?，磁橋的隔磁效果也將明顯下降。但過(guò)即使磁橋?qū)挾刃?，?/p>

21、橋的隔磁效果也將明顯下降。但過(guò)大的大的w將使轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度下降，制造成本提高。將使轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度下降，制造成本提高。 切向式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的隔磁措施一般采用非磁性轉(zhuǎn)軸或切向式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的隔磁措施一般采用非磁性轉(zhuǎn)軸或在轉(zhuǎn)軸上加隔磁銅套，這使得電動(dòng)機(jī)的制造成本增加，在轉(zhuǎn)軸上加隔磁銅套，這使得電動(dòng)機(jī)的制造成本增加，制造工藝變得復(fù)雜。近年來(lái)，研制了采用空氣隔磁加隔制造工藝變得復(fù)雜。近年來(lái)，研制了采用空氣隔磁加隔磁磁橋的新技術(shù)，取得了一定的效果。但轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)磁磁橋的新技術(shù)，取得了一定的效果。但轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度顯得不足，電動(dòng)機(jī)可靠性下降。度顯得不足，電動(dòng)機(jī)可靠性下降。 永磁同步電動(dòng)機(jī)永磁同步電動(dòng)機(jī)一一永磁同步電動(dòng)機(jī)的

22、總體結(jié)構(gòu)永磁同步電動(dòng)機(jī)的總體結(jié)構(gòu)二二永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu) 三三永磁同步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能永磁同步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能 四四永磁同步電動(dòng)機(jī)的磁路分析與計(jì)算永磁同步電動(dòng)機(jī)的磁路分析與計(jì)算 五五永磁同步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)計(jì)算和分析永磁同步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)計(jì)算和分析 六六異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過(guò)程 永磁同步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能永磁同步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能（一）穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和相量圖（一）穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和相量圖（二）穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算（二）穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算（三）損耗分析計(jì)算（三）損耗分析計(jì)算（一）穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和相量圖（一）穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和相量圖 利用雙軸電樞反應(yīng)分析法（

23、雙反利用雙軸電樞反應(yīng)分析法（雙反應(yīng)理論）研究永磁同步電動(dòng)機(jī)。應(yīng)理論）研究永磁同步電動(dòng)機(jī)。 同步電機(jī)的電樞反應(yīng)：同步電機(jī)同步電機(jī)的電樞反應(yīng)：同步電機(jī)電樞磁勢(shì)基波對(duì)磁極主磁場(chǎng)的影響。電樞磁勢(shì)基波對(duì)磁極主磁場(chǎng)的影響。旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)的形成sin()AmiIt90t012t033t054tAmiI12AmiI 12AmiI sin()AmiItsin()AmiItsin()AmiIt)240(sin)120(sin)(sinCBtIitIitIimmmA90t012t033t054tmmAIiiIi21CBmCAmBIiiIi21mBAmCIiiIi21電樞磁勢(shì)基波特點(diǎn)：電樞磁勢(shì)基波特點(diǎn)：1. 幅值恒定幅值恒

24、定，F(xiàn)a用空間矢量表示時(shí)，磁勢(shì)矢量頂點(diǎn)的軌用空間矢量表示時(shí)，磁勢(shì)矢量頂點(diǎn)的軌跡是圓；跡是圓；2. 當(dāng)某相的電流為最大時(shí)，此時(shí)磁勢(shì)的軸線(xiàn)在該相繞組當(dāng)某相的電流為最大時(shí)，此時(shí)磁勢(shì)的軸線(xiàn)在該相繞組的軸線(xiàn)上；的軸線(xiàn)上；3. 轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速 n1=60f/p=n 與磁極的與磁極的轉(zhuǎn)速相等轉(zhuǎn)速相等；4. 轉(zhuǎn)向與磁極轉(zhuǎn)向與磁極轉(zhuǎn)向相同轉(zhuǎn)向相同。 電樞磁勢(shì)的基波與磁極勵(lì)磁磁勢(shì)電樞磁勢(shì)的基波與磁極勵(lì)磁磁勢(shì)相對(duì)靜止相對(duì)靜止，共同，共同產(chǎn)生氣隙合成磁場(chǎng)產(chǎn)生氣隙合成磁場(chǎng)。電樞反應(yīng)電樞反應(yīng)1. 純阻性純阻性 電樞電流電樞電流 與與勵(lì)磁電勢(shì)勵(lì)磁電勢(shì) 同相（同相（ =0 ）I0EA相電勢(shì)最大相電勢(shì)最大純阻性：純阻性：A相電流最大

25、相電流最大A相磁勢(shì)相磁勢(shì)F最大最大F=IW,0.5AmBCmiI iiI電樞磁勢(shì)電樞磁勢(shì) 軸線(xiàn)與軸線(xiàn)與勵(lì)磁磁勢(shì)勵(lì)磁磁勢(shì) 軸線(xiàn)垂直軸線(xiàn)垂直aFfFaF0EI電樞反應(yīng)電樞反應(yīng)1. 純阻性純阻性 直軸、交軸直軸、交軸直軸或直軸或d軸軸：磁極軸線(xiàn)：磁極軸線(xiàn)交軸或交軸或q軸軸：與磁極軸：與磁極軸線(xiàn)正交的方位。線(xiàn)正交的方位。影響：影響： 扭歪主磁場(chǎng)扭歪主磁場(chǎng) 交軸磁勢(shì)與主磁場(chǎng)相交軸磁勢(shì)與主磁場(chǎng)相互作用互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的必必要條件！要條件！交軸電樞反應(yīng)交軸電樞反應(yīng)aFdq電樞反應(yīng)電樞反應(yīng)2. 感性感性 電樞電流電樞電流 滯后滯后勵(lì)磁電勢(shì)勵(lì)磁電勢(shì) 90（ =

26、90 ）I0EA相電勢(shì)最大相電勢(shì)最大純感性：純感性：A相電流為零相電流為零F=IW0,0.5 ,0.5ABmCmiiI iI電樞磁勢(shì)電樞磁勢(shì) 軸線(xiàn)與軸線(xiàn)與勵(lì)磁磁勢(shì)勵(lì)磁磁勢(shì) 軸線(xiàn)同在軸線(xiàn)同在直軸軸線(xiàn)，方向相同直軸軸線(xiàn)，方向相同aFfFaF0EI電樞反應(yīng)電樞反應(yīng)3. 容性容性 電樞電流電樞電流 超前超前勵(lì)磁電勢(shì)勵(lì)磁電勢(shì) 90（ =90 ）I0EA相電勢(shì)最大相電勢(shì)最大A相電流為零相電流為零F=IW0,0.5 ,0.5ABmCmiiI iI電樞磁勢(shì)電樞磁勢(shì) 軸線(xiàn)與軸線(xiàn)與勵(lì)磁磁勢(shì)勵(lì)磁磁勢(shì) 軸線(xiàn)重合軸線(xiàn)重合，方向相反。，方向相反。aFfF回顧回顧aF0EI（理想純（理想純 R）（理想純（理想純 C C）（

27、理想純（理想純 L L）直軸電樞反應(yīng)直軸電樞反應(yīng)增磁增磁直軸電樞反應(yīng)直軸電樞反應(yīng)去磁去磁交軸電樞反應(yīng)交軸電樞反應(yīng)扭歪主磁場(chǎng)扭歪主磁場(chǎng)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換。1. 電樞電流電樞電流 與與勵(lì)磁電勢(shì)勵(lì)磁電勢(shì) 同相同相I0E2. 電樞電流電樞電流 滯后滯后勵(lì)磁電勢(shì)勵(lì)磁電勢(shì) 90I0E3. 電樞電流電樞電流 超前超前勵(lì)磁電勢(shì)勵(lì)磁電勢(shì) 90I0E雙反應(yīng)理論雙反應(yīng)理論（雙軸電樞反應(yīng)分析法）（雙軸電樞反應(yīng)分析法）aF90 fFdq交軸電樞磁勢(shì)：交軸電樞磁勢(shì)：sinaadFFcosaaqFF直軸電樞磁勢(shì)：直軸電樞磁勢(shì)：adFaqF一般負(fù)載情況時(shí)電樞磁勢(shì)的分解一般負(fù)載情況時(shí)

28、電樞磁勢(shì)的分解 磁勢(shì)電勢(shì)矢量圖磁勢(shì)電勢(shì)矢量圖時(shí)間矢量圖時(shí)間矢量圖: :電勢(shì)、電流及磁通電勢(shì)、電流及磁通均隨均隨時(shí)間正弦交變，都可以用時(shí)間正弦交變，都可以用時(shí)間矢量時(shí)間矢量來(lái)表示。來(lái)表示。deWdt 時(shí)間矢量圖時(shí)間矢量圖f0E空間空間矢量圖矢量圖：表達(dá)表達(dá)磁勢(shì)磁勢(shì)在空間相在空間相位關(guān)系的矢量圖。位關(guān)系的矢量圖。I空間矢量圖空間矢量圖fFaF相軸相軸A相時(shí)軸相時(shí)軸（繞組軸線(xiàn)繞組軸線(xiàn)）（矢量最大值位置矢量最大值位置）時(shí)間矢量圖時(shí)間矢量圖f0EI空間矢量圖空間矢量圖fFaF相軸相軸A相時(shí)軸相時(shí)軸f0EIfFaF電勢(shì)、電流是電勢(shì)、電流是時(shí)間矢量，對(duì)應(yīng)時(shí)間矢量，對(duì)應(yīng)某一相的量。某一相的量。磁勢(shì)是空間磁勢(shì)是

29、空間矢量，是三相矢量，是三相合成的。合成的。F空間時(shí)間矢量圖的矢量都以空間時(shí)間矢量圖的矢量都以同步角速度旋轉(zhuǎn)同步角速度旋轉(zhuǎn)，所以永遠(yuǎn)，所以永遠(yuǎn)保持保持相對(duì)靜止相對(duì)靜止，因此各矢量間的關(guān)系適用于任何，因此各矢量間的關(guān)系適用于任何瞬間瞬間。時(shí)間矢量圖時(shí)間矢量圖f0EI空間矢量圖空間矢量圖fFaF相軸相軸A相時(shí)軸相時(shí)軸f0EIfFaF電勢(shì)、電流是電勢(shì)、電流是時(shí)間矢量，對(duì)應(yīng)時(shí)間矢量，對(duì)應(yīng)某一相的量。某一相的量。磁勢(shì)是空間磁勢(shì)是空間矢量，是三相矢量，是三相合成的。合成的。F空間時(shí)間矢量圖的矢量都以空間時(shí)間矢量圖的矢量都以同步角速度旋轉(zhuǎn)同步角速度旋轉(zhuǎn)，所以永遠(yuǎn)，所以永遠(yuǎn)保持保持相對(duì)靜止相對(duì)靜止，因此各矢量

30、間的關(guān)系適用于任何，因此各矢量間的關(guān)系適用于任何瞬間瞬間。dIqIadFaqF1、電壓平衡式和等值電路、電壓平衡式和等值電路EjIxl 永磁體永磁體 勵(lì)磁磁勢(shì)勵(lì)磁磁勢(shì)Ff 勵(lì)磁磁場(chǎng)勵(lì)磁磁場(chǎng)l 電樞電流電樞電流I 電樞磁勢(shì)電樞磁勢(shì)Fa 電樞主磁場(chǎng)電樞主磁場(chǎng)氣隙磁場(chǎng)氣隙磁場(chǎng)氣隙電勢(shì)氣隙電勢(shì)E（內(nèi)電勢(shì)）（內(nèi)電勢(shì)）電樞漏磁場(chǎng)電樞漏磁場(chǎng)漏磁感應(yīng)電勢(shì)漏磁感應(yīng)電勢(shì)EaUIrEE電樞繞組有電阻電樞繞組有電阻ra（主磁通（主磁通f）1、電壓平衡式和等值電路、電壓平衡式和等值電路EjIxaUIrEE電壓平衡式：電壓平衡式：()aUEI rjx :負(fù)載相電壓有效值負(fù)載相電壓有效值(V) :定子相電流有效值定子相電流

31、有效值(A) :定子繞組相電阻定子繞組相電阻() :定子漏抗定子漏抗() :氣隙電勢(shì)或內(nèi)電勢(shì)氣隙電勢(shì)或內(nèi)電勢(shì)(V) U1IarxE等值電路：等值電路：()aUEI rjx2、不飽和凸極同步電動(dòng)機(jī)、不飽和凸極同步電動(dòng)機(jī)l永磁體永磁體 勵(lì)磁磁勢(shì)勵(lì)磁磁勢(shì)Ff 勵(lì)磁磁場(chǎng)勵(lì)磁磁場(chǎng)l 電樞電流電樞電流I 電樞磁勢(shì)電樞磁勢(shì)Fa 電樞主磁場(chǎng)電樞主磁場(chǎng)氣隙磁場(chǎng)氣隙磁場(chǎng)氣隙電勢(shì)氣隙電勢(shì)E（內(nèi)電勢(shì)）（內(nèi)電勢(shì)）勵(lì)磁電勢(shì)勵(lì)磁電勢(shì)E0 0直軸電樞磁勢(shì)直軸電樞磁勢(shì)Fad交軸電樞磁勢(shì)交軸電樞磁勢(shì)Faq直軸電樞直軸電樞反應(yīng)電勢(shì)反應(yīng)電勢(shì)Ead交軸電樞交軸電樞反應(yīng)電勢(shì)反應(yīng)電勢(shì)EaqaqadEEEE0即永磁體基波磁場(chǎng)所產(chǎn)生的空即永磁

32、體基波磁場(chǎng)所產(chǎn)生的空載感應(yīng)電勢(shì)。載感應(yīng)電勢(shì)。氣隙氣隙電勢(shì)電勢(shì)E勵(lì)磁電勢(shì)勵(lì)磁電勢(shì)E0直軸電樞直軸電樞反應(yīng)電勢(shì)反應(yīng)電勢(shì)Ead直軸電樞直軸電樞磁勢(shì)磁勢(shì)Fad直軸電樞直軸電樞電流電流Iad交軸電樞交軸電樞反應(yīng)電勢(shì)反應(yīng)電勢(shì)Eaq交軸電樞交軸電樞磁勢(shì)磁勢(shì)Faq交軸電樞交軸電樞電流電流Iaq電電樞樞電電流流IaqadEEEE02、不飽和凸極同步電動(dòng)機(jī)、不飽和凸極同步電動(dòng)機(jī)SlWadadadadadadEBHFI 電抗電抗xad磁路不飽和磁路不飽和即永磁體基波磁場(chǎng)所產(chǎn)生的空即永磁體基波磁場(chǎng)所產(chǎn)生的空載感應(yīng)電勢(shì)。載感應(yīng)電勢(shì)。氣隙氣隙電勢(shì)電勢(shì)E勵(lì)磁電勢(shì)勵(lì)磁電勢(shì)E0直軸電樞直軸電樞反應(yīng)電勢(shì)反應(yīng)電勢(shì)Ead直軸電樞直軸

33、電樞磁勢(shì)磁勢(shì)Fad直軸電樞直軸電樞電流電流Iad交軸電樞交軸電樞反應(yīng)電勢(shì)反應(yīng)電勢(shì)Eaq交軸電樞交軸電樞磁勢(shì)磁勢(shì)Faq交軸電樞交軸電樞電流電流Iaq電電樞樞電電流流IaqadEEEE02、不飽和凸極同步電動(dòng)機(jī)、不飽和凸極同步電動(dòng)機(jī)SlWadadadadadadEBHFI 電抗電抗xad磁路不飽和磁路不飽和addadEjI xaqqaqEjI x直軸電樞直軸電樞反應(yīng)電抗反應(yīng)電抗交軸電樞交軸電樞反應(yīng)電抗反應(yīng)電抗即永磁體基波磁場(chǎng)所產(chǎn)生的空即永磁體基波磁場(chǎng)所產(chǎn)生的空載感應(yīng)電勢(shì)。載感應(yīng)電勢(shì)。氣隙氣隙電勢(shì)電勢(shì)E勵(lì)磁電勢(shì)勵(lì)磁電勢(shì)E0直軸電樞直軸電樞反應(yīng)電勢(shì)反應(yīng)電勢(shì)Ead直軸電樞直軸電樞電流電流Iad交軸電樞交

34、軸電樞反應(yīng)電勢(shì)反應(yīng)電勢(shì)Eaq交軸電樞交軸電樞電流電流Iaq電電樞樞電電流流IaqadEEEE02、不飽和凸極同步電動(dòng)機(jī)、不飽和凸極同步電動(dòng)機(jī)addadEjI xaqqaqEjI x直軸電樞直軸電樞反應(yīng)電抗反應(yīng)電抗交軸電樞交軸電樞反應(yīng)電抗反應(yīng)電抗電樞反應(yīng)電抗：電樞反應(yīng)電抗：三相三相的單位直軸電流或交軸電流產(chǎn)的單位直軸電流或交軸電流產(chǎn)生的電樞反應(yīng)磁場(chǎng)在生的電樞反應(yīng)磁場(chǎng)在每相電樞繞組每相電樞繞組中所感應(yīng)的電勢(shì)。中所感應(yīng)的電勢(shì)。其中包括其中包括相繞組自感電抗相繞組自感電抗和和相間的互感電抗相間的互感電抗。氣隙氣隙電勢(shì)電勢(shì)E勵(lì)磁電勢(shì)勵(lì)磁電勢(shì)E0直軸電樞直軸電樞反應(yīng)電勢(shì)反應(yīng)電勢(shì)Ead直軸電樞直軸電樞電流電

35、流Iad交軸電樞交軸電樞反應(yīng)電勢(shì)反應(yīng)電勢(shì)Eaq交軸電樞交軸電樞電流電流Iaq電電樞樞電電流流IaqadEEEE02、不飽和凸極同步電動(dòng)機(jī)、不飽和凸極同步電動(dòng)機(jī)addadEjI xaqqaqEjI x直軸電樞直軸電樞反應(yīng)電抗反應(yīng)電抗交軸電樞交軸電樞反應(yīng)電抗反應(yīng)電抗0dadqaqEEjI xjI x+0dadqaqEEjI xjI x()aUEI rjx0()adadqaqUEI rjxjI xjI x0()adadqaqUEI rjxjI xjI x0()()adadqaqUEIrjIxxjIxx氣隙氣隙電勢(shì)電勢(shì)E勵(lì)磁電勢(shì)勵(lì)磁電勢(shì)E0直軸電樞直軸電樞反應(yīng)電勢(shì)反應(yīng)電勢(shì)Ead直軸電樞直軸電樞電流電流

36、Iad交軸電樞交軸電樞反應(yīng)電勢(shì)反應(yīng)電勢(shì)Eaq交軸電樞交軸電樞電流電流Iaq電電樞樞電電流流IaqadEEEE02、不飽和凸極同步電動(dòng)機(jī)、不飽和凸極同步電動(dòng)機(jī)addadEjI xaqqaqEjI x直軸電樞直軸電樞反應(yīng)電抗反應(yīng)電抗交軸電樞交軸電樞反應(yīng)電抗反應(yīng)電抗0dadqaqEEjI xjI x0()adqdadqaqUEIrjI xjI xjI xjI x0()()adadqaqUEIrjIxxjIxx氣隙氣隙電勢(shì)電勢(shì)E勵(lì)磁電勢(shì)勵(lì)磁電勢(shì)E0直軸電樞直軸電樞反應(yīng)電勢(shì)反應(yīng)電勢(shì)Ead直軸電樞直軸電樞電流電流Iad交軸電樞交軸電樞反應(yīng)電勢(shì)反應(yīng)電勢(shì)Eaq交軸電樞交軸電樞電流電流Iaq電電樞樞電電流流Ia

37、qadEEEE02、不飽和凸極同步電動(dòng)機(jī)、不飽和凸極同步電動(dòng)機(jī)addadEjI xaqqaqEjI x直軸電樞直軸電樞反應(yīng)電抗反應(yīng)電抗交軸電樞交軸電樞反應(yīng)電抗反應(yīng)電抗0dadqaqEEjI xjI x0addqqUEIrjI xjI x直軸電樞直軸電樞同步電抗同步電抗交軸電樞交軸電樞同步電抗同步電抗非飽和非飽和IFEIxE IEx dtd1W2WG(在W2中)ILIL電抗的基本概念電抗的基本概念電樞反應(yīng)電抗/adaddxEISlWadadadadadadEBHFI 電抗電抗xad磁路不飽和磁路不飽和電樞反應(yīng)電抗（不飽和值）電樞反應(yīng)電抗（不飽和值）直軸電樞反應(yīng)電抗直軸電樞反應(yīng)電抗xad （不飽和

38、值）（不飽和值）Id 建立直軸電樞磁場(chǎng)：建立直軸電樞磁場(chǎng)：pWKImFWdad19 . 02F Fad ad 建立的氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度：建立的氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度：KFKBadadad0每極基波磁通：每極基波磁通：adadlB1每相感應(yīng)電勢(shì)：每相感應(yīng)電勢(shì)：1144. 4adWadfWKEdadWIKpWKKlmf210)(2令：令：dadadIxE則：則：adWadKpWKKlmfx210)(210()adadqaqUIrjIxEjI xjI x0addqqUEIrjI xjI xUE0E1IdadjI xdIqI11jI x1 aI rqaqjI xdE功率因數(shù)角功率因數(shù)角UE0E1IdadjI xd

39、IqI11jI x1 aI rqaqjI xdE內(nèi)功率因數(shù)角內(nèi)功率因數(shù)角功率角功率角或或轉(zhuǎn)矩角轉(zhuǎn)矩角10()adadqaqUIrjIxEjI xjI x0addqqUEIrjI xjI x永磁同步電動(dòng)機(jī)幾種典型相量圖永磁同步電動(dòng)機(jī)幾種典型相量圖穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和相量圖穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和相量圖 圖圖(a)、(b)和和(c)中的電流中的電流 均超前于空載反均超前于空載反電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì) ，直軸電樞反應(yīng)（圖中，直軸電樞反應(yīng)（圖中 ）均為）均為去磁去磁性質(zhì)性質(zhì)，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)直軸內(nèi)電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)直軸內(nèi)電動(dòng)勢(shì) 小于空載反電小于空載反電動(dòng)勢(shì)動(dòng)勢(shì) 。圖（。圖（e）中電流）中電流 滯后于滯后于 ，此時(shí)直軸電，此時(shí)直軸電樞反應(yīng)為樞

40、反應(yīng)為增磁性質(zhì)增磁性質(zhì)，導(dǎo)致直軸內(nèi)電動(dòng)勢(shì)，導(dǎo)致直軸內(nèi)電動(dòng)勢(shì) 大大于于 。直軸增、去磁臨界狀態(tài)：圖。直軸增、去磁臨界狀態(tài)：圖(d)， 與與 同同相），則相），則0E1I0E1IaddXI jdE0EdE0E1I0cossinaqUEIrUIx0E穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和相量圖穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和相量圖從而可以求得直軸增、去磁臨界狀態(tài)時(shí)的空載從而可以求得直軸增、去磁臨界狀態(tài)時(shí)的空載反電動(dòng)勢(shì)反電動(dòng)勢(shì) 為為 電動(dòng)機(jī)將運(yùn)行于去磁工作狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)將運(yùn)行于去磁工作狀態(tài)， 電動(dòng)機(jī)將運(yùn)行于增磁工作狀態(tài)。電動(dòng)機(jī)將運(yùn)行于增磁工作狀態(tài)。 從圖中還可看出，要使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于單位從圖中還可看出，要使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于單位功率因數(shù)（圖功率因數(shù)（圖(b)）

41、或容性功率因數(shù)狀態(tài)（圖）或容性功率因數(shù)狀態(tài)（圖(a)），只有設(shè)計(jì)在去磁狀態(tài)時(shí)才能達(dá)到。），只有設(shè)計(jì)在去磁狀態(tài)時(shí)才能達(dá)到。 0E220()qaEUIxIr 00EE00EE永磁同步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能永磁同步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)性能（一）穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和相量圖（一）穩(wěn)態(tài)運(yùn)行和相量圖（二）穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算（二）穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算（三）損耗分析計(jì)算（三）損耗分析計(jì)算w 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能包括：效率、功率因數(shù)、輸穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能包括：效率、功率因數(shù)、輸入功率和電樞電流等與輸出功率之間的關(guān)系以入功率和電樞電流等與輸出功率之間的關(guān)系以及失步轉(zhuǎn)矩倍數(shù)等。及失步轉(zhuǎn)矩倍數(shù)等。穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析

42、計(jì)算穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算w電磁功率電磁功率凸極式凸極式隱極式隱極式 0asUEIrjIx0addqqUEIrjI xjI x0coscosemPmUImE I輸入功率：輸入功率：1emcuPPpcosmUI對(duì)不飽和隱極電機(jī)對(duì)不飽和隱極電機(jī)忽略電樞繞組電阻（銅耗）忽略電樞繞組電阻（銅耗）1emPP1P電磁功率：電磁功率：72內(nèi)功率因數(shù)角內(nèi)功率因數(shù)角功率因數(shù)角功率因數(shù)角功率角或轉(zhuǎn)矩角功率角或轉(zhuǎn)矩角UIsjIx0E穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算w電磁功率電磁功率 0coscosemPmUImE I對(duì)不飽和隱極電機(jī)對(duì)不飽和隱極電機(jī)73內(nèi)功率因數(shù)角內(nèi)功率因數(shù)角功率因數(shù)角功率因數(shù)角功率角或轉(zhuǎn)矩角

43、功率角或轉(zhuǎn)矩角UIsjIx0E0cossinsIxE0sincossEIxsin0semxUmEP功角特性功角特性0sinemsmE UPx穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算w電磁功率電磁功率 0addqqUEIrjI xjI x0coscosemPmUImE I對(duì)不飽和凸極電機(jī)？對(duì)不飽和凸極電機(jī)？sin0semxUmEP功角特性功角特性0sinemsmE UPx74UIdIqI0EqqjI XddjI X穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算w電磁功率電磁功率 0addqqUEIrjI xjI x75UIdIqI0EqqjI XddjI X0coscosemPmUImE Icos()

44、emPmUI(cossin )qdmU II0(cos)/sin/ddqqIUEXIUX2011sin()sin22emdqdmE UmUPXXX76基本電磁功率：sin0demxUmEP 附加電磁功率：附加電磁功率：2sin)11(22dqemxxmUP凸極效應(yīng)：凸極效應(yīng)：由于直軸和交軸磁路的磁由于直軸和交軸磁路的磁阻不同而進(jìn)行能量傳遞的現(xiàn)象阻不同而進(jìn)行能量傳遞的現(xiàn)象 專(zhuān)門(mén)利用凸極電磁轉(zhuǎn)矩來(lái)運(yùn)行的專(zhuān)門(mén)利用凸極電磁轉(zhuǎn)矩來(lái)運(yùn)行的稱(chēng)為反應(yīng)式同步電機(jī)或磁阻式電機(jī)稱(chēng)為反應(yīng)式同步電機(jī)或磁阻式電機(jī)隱極式：隱極式：xd =xq=xs不加勵(lì)磁也能不加勵(lì)磁也能輸出功率！輸出功率！穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能

45、分析計(jì)算w電磁轉(zhuǎn)矩和功角特性電磁轉(zhuǎn)矩和功角特性 電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩 為為 式中第式中第1項(xiàng)由永磁氣隙磁場(chǎng)與定子電樞反項(xiàng)由永磁氣隙磁場(chǎng)與定子電樞反應(yīng)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的基本電磁轉(zhuǎn)短，又稱(chēng)應(yīng)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的基本電磁轉(zhuǎn)短，又稱(chēng)永永磁轉(zhuǎn)矩磁轉(zhuǎn)矩，第，第2項(xiàng)為由于電動(dòng)機(jī)直、縱軸磁路不項(xiàng)為由于電動(dòng)機(jī)直、縱軸磁路不對(duì)稱(chēng)而產(chǎn)生的對(duì)稱(chēng)而產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩磁阻轉(zhuǎn)矩。emT2sin112sin20dqdemXXUXUEmpT永磁同步電動(dòng)機(jī)的矩角特性永磁同步電動(dòng)機(jī)的矩角特性穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算穩(wěn)態(tài)運(yùn)行性能分析計(jì)算 由于永磁同步電動(dòng)機(jī)直軸同步電抗由于永磁同步電動(dòng)機(jī)直軸同步電抗 一般一般小于交軸同步電抗小于交軸同步電抗 ，磁阻轉(zhuǎn)矩為一負(fù)正弦函，磁阻轉(zhuǎn)矩為一負(fù)正弦函數(shù)，因而功角特性曲線(xiàn)上數(shù)，因而功角特性曲線(xiàn)上轉(zhuǎn)矩最大值所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩最大值所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩角大于轉(zhuǎn)矩角大于90，而不象電勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)那樣而不象電勵(lì)磁同步電動(dòng)機(jī)那樣小于小于90，這是永磁同步電動(dòng)機(jī)一個(gè)值得注意的，這是