控制電機微特同步電動機

1、控制電機微特同步電動機第1頁，共26頁，2022年，5月20日，15點9分，星期三微特同步電動機5.0 什么叫同步電動機電機的轉(zhuǎn)速不隨電源電壓和負載的變化而變化，轉(zhuǎn)速只和電源頻率以及電機極對數(shù)有關(guān)，即電機的轉(zhuǎn)速恒等于電機的同步轉(zhuǎn)速。 這一類電機叫同步電機電機的極對數(shù)電源的頻率第2頁，共26頁，2022年，5月20日，15點9分，星期三 5.1 永磁同步電動機永磁材料簡介 分類：第一代：釤鈷SmCo5第二代：釤鈷Sm2Co17第三代：釹鐵硼（Nd-Fe-B），日本住友，1983轉(zhuǎn)子繞組通直流電產(chǎn)生磁場永磁體硬磁材料交直軸磁路差異第3頁，共26頁，2022年，5月20日，15點9分，星期三永磁材料

2、簡介剩余磁通密度（T）: Br矯頑力（A/m）:Hc磁能積 BH（J/m3）：去磁曲線的面積,代表單位體積永磁體的儲能。永磁體的去磁曲線釹鐵硼永磁材料性能優(yōu)良，3個指標都很高。缺點：溫度系數(shù)較差。第4頁，共26頁，2022年，5月20日，15點9分，星期三 基本結(jié)構(gòu)2相、3相、多相對稱繞組產(chǎn)生空間圓形旋轉(zhuǎn)磁場：永磁體磁極，不需勵磁、不需滑環(huán)第5頁，共26頁，2022年，5月20日，15點9分，星期三 基本結(jié)構(gòu)凸極轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)子磁極結(jié)構(gòu)第6頁，共26頁，2022年，5月20日，15點9分，星期三水輪機轉(zhuǎn)子32極第7頁，共26頁，2022年，5月20日，15點9分，星期三第8頁，共26頁，2022年，

3、5月20日，15點9分，星期三汽輪機凸極轉(zhuǎn)子，2極第9頁，共26頁，2022年，5月20日，15點9分，星期三第10頁，共26頁，2022年，5月20日，15點9分，星期三永磁同步電動機第11頁，共26頁，2022年，5月20日，15點9分，星期三表面式等效電路 永磁同步電動機轉(zhuǎn)子磁極結(jié)構(gòu)徑向式切向式并聯(lián)式混合式第12頁，共26頁，2022年，5月20日，15點9分，星期三5.1.3 工作原理發(fā)電機 定子對稱繞組產(chǎn)生的空間旋轉(zhuǎn)磁場和轉(zhuǎn)子永磁磁極相互作用。理想空載電動機第13頁，共26頁，2022年，5月20日，15點9分，星期三1.發(fā)電機運行狀態(tài)N1、S1 定子繞組所產(chǎn)生的空間旋轉(zhuǎn)磁場；N2、

4、S2 轉(zhuǎn)子的永磁磁極； 原動機拖動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，磁力線發(fā)生扭曲，轉(zhuǎn)子磁極拉著定子磁極一起同步旋轉(zhuǎn)，發(fā)電機將機械功率轉(zhuǎn)換為電功率輸出。 轉(zhuǎn)子磁極是拖動著，定子磁極是被拖動者，兩種磁極的軸線存在一定的夾角 。磁拉力大，磁極軸線的夾角就大！ 磁極軸線的夾角又叫功角 2對磁極之間存在磁場作用同性相斥，異性相吸，從而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩（制動性質(zhì)）。發(fā)電機第14頁，共26頁，2022年，5月20日，15點9分，星期三2. 理想空載狀態(tài)N1、S1 定子繞組所產(chǎn)生的空間旋轉(zhuǎn)磁場；N2、S2 轉(zhuǎn)子的永磁磁極； 磁力線不發(fā)生扭曲。 當發(fā)電機產(chǎn)生的電磁功率為0時，功角 為0，兩對磁極的軸線重合，無切向磁拉力，電磁轉(zhuǎn)矩為0。理

5、想空載第15頁，共26頁，2022年，5月20日，15點9分，星期三3. 電動機狀態(tài)N1、S1 定子繞組所產(chǎn)生的空間旋轉(zhuǎn)磁場；N2、S2 轉(zhuǎn)子的永磁磁極； 若電機轉(zhuǎn)子上帶有負載，則定子旋轉(zhuǎn)磁場會拉著轉(zhuǎn)子磁極一起同步旋轉(zhuǎn)，電磁轉(zhuǎn)矩為驅(qū)動性質(zhì)。電動機 磁力線發(fā)生扭曲，定子磁極拉著轉(zhuǎn)子磁極一起同步旋轉(zhuǎn)，電動機將電功率轉(zhuǎn)換機械功率為輸出。 定子磁極是拖動著，是轉(zhuǎn)子磁極被拖動者，兩種磁極的軸線存在一定的夾角 。磁拉力大，磁極軸線的夾角就大！ 磁極軸線的夾角又叫功角第16頁，共26頁，2022年，5月20日，15點9分，星期三1. 參數(shù)關(guān)系 原因：永磁同步電機的直軸磁阻大，交軸磁阻小。 電磁式同步電機：X

6、d Xq 永磁式同步電機： Xd Xq5.1.4 運行特性直軸同步電抗Xd；交軸同步電抗Xq電抗值反比于交直軸的磁阻！第17頁，共26頁，2022年，5月20日，15點9分，星期三 永磁同步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩和功角的關(guān)系2. 矩角特性E0：永磁體磁通在轉(zhuǎn)子繞組中感應(yīng)出的感應(yīng)電動勢；m1：定子繞組的相數(shù)；U1：定子繞組的電源電壓；：功角，定轉(zhuǎn)子磁極的軸線夾角。第18頁，共26頁，2022年，5月20日，15點9分，星期三 永磁體勵磁轉(zhuǎn)矩和磁阻轉(zhuǎn)矩2. 矩角特性第19頁，共26頁，2022年，5月20日，15點9分，星期三轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量帶來的慣性啟動瞬間，定轉(zhuǎn)子的磁場之間轉(zhuǎn)速相差過大相吸引相排斥5.

7、1.5 啟動問題第20頁，共26頁，2022年，5月20日，15點9分，星期三 解決起動問題的措施 使用變頻電源。啟動時，電源頻率由0逐漸加速到額定值。 采用矢量控制，實時監(jiān)測轉(zhuǎn)子位置，性能優(yōu)異！ 變頻電源價格昂貴，控制復雜。 適用于高性能、寬調(diào)速范圍領(lǐng)域。 加裝啟動繞組（鼠籠）構(gòu)成自起動永磁同步電動機。啟動時依靠鼠籠的感應(yīng)電動勢產(chǎn)生的異步轉(zhuǎn)矩將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速帶到同步轉(zhuǎn)速附近（s=0.010.02），此時定轉(zhuǎn)子磁極的轉(zhuǎn)速相差不大，依靠磁極的相互吸引將轉(zhuǎn)子帶到同步轉(zhuǎn)速，進入正常工作。正常工作后，轉(zhuǎn)子以同步速度運動，定轉(zhuǎn)子相對靜止，鼠籠失去作用。 結(jié)構(gòu)簡單，成本低。 適用于恒速場合。第21頁，共26頁，

8、2022年，5月20日，15點9分，星期三第22頁，共26頁，2022年，5月20日，15點9分，星期三5.2 磁阻同步電動機磁阻同步電動機又稱為反應(yīng)式同步電動機。轉(zhuǎn)子本身沒有磁性，僅依靠轉(zhuǎn)子的交、直軸磁路的磁阻差異所產(chǎn)生的磁阻轉(zhuǎn)矩來工作。5.2.1 基本結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)多種多樣，但交、直軸磁阻差別很大！ 磁阻最小原理：磁力線總是力圖走磁阻最小的路徑。2極4極Xd Xq第23頁，共26頁，2022年，5月20日，15點9分，星期三5.2.2 工作原理磁阻最小原理：磁力線總是力圖走磁阻最小的路徑。= 0度= 090度= 90度第24頁，共26頁，2022年，5月20日，15點9分，星期三磁阻轉(zhuǎn)矩5.2.3. 矩角特性 Xd 和 X