第08章－同步電機(jī)原理

-1-第八章同步電機(jī)原理電機(jī)與拖動基礎(chǔ)（第3版）第一節(jié)同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)和運行方式第二節(jié)同步電動機(jī)的電壓方程和相量圖第三節(jié)同步電動機(jī)的功率方程和功角特性第四節(jié)同步電動機(jī)的功率因數(shù)及U形曲線第五節(jié)永磁同步電動機(jī)*-2-引言

本章主要闡述同步電機(jī)的工作原理，利用雙反應(yīng)理論建立同步電機(jī)的基本電磁關(guān)系，在此基礎(chǔ)上對同步電機(jī)的功角特性、矩角特性及功率因數(shù)的調(diào)節(jié)進(jìn)行深入分析。本章還對迅速發(fā)展的永磁同步電機(jī)做了簡要介紹。第八章同步電機(jī)原理-3-第一節(jié)同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)和運行方式

第八章同步電機(jī)原理

如果三相交流電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與定子電流的頻率f1滿足下面的方程式關(guān)系，這種電機(jī)就稱為同步電機(jī)。同步電機(jī)多被用作發(fā)電機(jī)，當(dāng)今作為動力用的強(qiáng)大電力幾乎全是由三相同步發(fā)電機(jī)發(fā)出的，因此它是各類發(fā)電廠的核心設(shè)備之一。同步電機(jī)也可以作電動機(jī)使用，例如空氣壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、電力推進(jìn)裝置和電動發(fā)電機(jī)組等。（8-1）-4-

一、同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

1.定子

同步電機(jī)的定子，就其基本結(jié)構(gòu)來看，與異步電機(jī)的定子沒有多大區(qū)別，也是由定子鐵心、定子繞組以及機(jī)座、端蓋等附件組成。第八章同步電機(jī)原理-5-

2.轉(zhuǎn)子同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子有兩種結(jié)構(gòu)形式：一種有明顯的磁極，稱為凸極式，如圖8-1a所示；另一種轉(zhuǎn)子為一個圓柱體，表面上開有槽，無明顯的磁極，稱為隱極式，如圖8-1b所示。

同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子可以采用凸極式，也可以采用隱極式。對于水輪發(fā)電機(jī)，由于水輪機(jī)的轉(zhuǎn)速較低，把發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子做成凸極式的；對于汽輪發(fā)電機(jī)，由于汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速較高，為了很好地固定勵磁繞組，把發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子做成隱極式的。

同步電動機(jī)一般都做成凸極式的，在結(jié)構(gòu)上與凸極式同步發(fā)電機(jī)類似，為了能夠自起動，在轉(zhuǎn)子磁極的極靴上裝了起動繞組。

第八章同步電機(jī)原理-6-

二、同步電機(jī)的基本工作原理

1.同步電機(jī)的物理模型第八章同步電機(jī)原理-7-

2.同步電機(jī)的工作原理現(xiàn)以同步發(fā)電機(jī)為例來說明同步電機(jī)的工作原理。第八章同步電機(jī)原理-8-3.同步電機(jī)的運行方式第八章同步電機(jī)原理-9-第二節(jié)同步電動機(jī)的電壓方程和相量圖一、同步電動機(jī)的磁動勢這里規(guī)定兩個軸方向：轉(zhuǎn)子N極和S極的中心線稱為直軸或縱軸，簡稱d軸；與直軸相距90

空間電角度的方向稱為交軸或橫軸，簡稱q軸。直軸和交軸隨轉(zhuǎn)子一同旋轉(zhuǎn)，如圖8-4所示。第八章同步電機(jī)原理-10-

先考慮勵磁磁動勢Ff單獨在電機(jī)主磁路中產(chǎn)生磁通時的情況。勵磁磁動勢Ff總是在直軸方向，產(chǎn)生的磁通如圖8-5所示。將由勵磁磁動勢Ff單獨產(chǎn)生的磁通叫勵磁磁通，用

f表示。

f經(jīng)過的磁路是以直軸為對稱的。第八章同步電機(jī)原理-11-

二、凸極同步電動機(jī)的雙反應(yīng)原理對于電樞磁動勢Fa

單獨在電機(jī)主磁路中產(chǎn)生磁通時的情況，則比勵磁磁動勢Ff

產(chǎn)生磁通時的情況復(fù)雜。由于Fa

與Ff

的空間位置不一定相同，所以只要Fa

與Ff

的空間位置不相同，就必然使Fa的方向不在直軸方向。對于凸極式同步電動機(jī)，由于氣隙的不均勻，即使知道電樞磁動勢Fa

的大小和位置，也無法求得磁通。如果電樞磁動勢Fa

與勵磁磁動勢Ff

的相對位置給定，如圖8-6，由于電樞磁動勢Fa與勵磁磁動勢Ff

無相對運動，可以把電樞磁動勢Fa分解成兩個分量：一個分量叫直軸電樞磁動勢，用Fad

表示，作用在直軸方向；另一個分量叫交軸電樞磁動勢，用Faq

表示，作用在交軸方向，即第八章同步電機(jī)原理（8-2）-12-第八章同步電機(jī)原理-13-

根據(jù)前一章的分析，這里可以寫出由定子電流產(chǎn)生的電樞磁動勢的表達(dá)式第八章同步電機(jī)原理（8-3）將上式分解為d、q軸上的直軸電樞磁動勢和交軸電樞磁動勢：（8-4）（8-5）-14-

考慮到式（8-2）的關(guān)系，即有第八章同步電機(jī)原理（8-6）即把電樞電流按相量的關(guān)系分解成兩個分量：-15-

三、同步電動機(jī)的電壓方程

1.凸極同步電動機(jī)的電壓方程不管是勵磁磁通

f，還是直軸磁通

ad

和交軸磁通

aq，都是以同步轉(zhuǎn)速逆時針旋轉(zhuǎn)，因此都要在定子繞組中產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電動勢。根據(jù)圖8-7給出的同步電動機(jī)定子繞組各電量正方向，可以列出A相回路的電壓方程第八章同步電機(jī)原理（8-7）Rs——定子繞組的相電阻；Xs——定子繞阻的相漏電抗。-16-感應(yīng)電動勢、可以寫成第八章同步電機(jī)原理（8-9）（8-8）式中Xad——直軸電樞反應(yīng)電抗；

Xaq——交軸電樞反應(yīng)電抗。把式（8-8）、式（8-9）代入式（8-7），得在將式（8-6）代入上式，得-17-一般情況下，當(dāng)同步電動機(jī)容量較大時，可忽略電阻Rs，于是第八章同步電機(jī)原理（8-10）式中——直軸同步電抗，；

——交軸同步電抗，。在一般凸極同步電動機(jī)中，。

2.隱極同步電動機(jī)的電壓方程對于隱極同步電動機(jī)，由于氣隙均勻，因而直軸和交軸的同步電抗在數(shù)值上彼此相等，即有（8-11）式中——隱極同步電動機(jī)的同步電抗。-18-這樣，由式（8-10）可寫出隱極同步電動機(jī)的電壓方程為第八章同步電機(jī)原理（8-12）

四、同步電動機(jī)相量圖同步電機(jī)作為電動機(jī)運行時，電源必須向電機(jī)的定子繞組輸入有功功率，這時輸入電動機(jī)的有功功率P1必須滿足（8-13）這就是說，定子相電流的有功分量應(yīng)與相電壓同相位。由此可見，與二者之間的功率因數(shù)角必須小于90

，才能使電機(jī)運行于電動機(jī)狀態(tài)。圖8-8a是根據(jù)凸極同步電動機(jī)的電壓方程，在（超前）時，電機(jī)運行于電動機(jī)狀態(tài)的相量圖。-19-圖8-8b是根據(jù)隱極同步電動機(jī)的電壓方程式畫出的相量圖。第八章同步電機(jī)原理-20-第三節(jié)同步電動機(jī)的功率方程和功角特性一、同步電動機(jī)的功率方程同步電動機(jī)從電源吸收有功功率P1

，在扣除消耗于定子繞組的銅損耗后，轉(zhuǎn)變?yōu)殡姶殴β蔖em

，即有第八章同步電機(jī)原理（8-14）從電磁功率Pem里再扣除鐵損耗和機(jī)械摩擦損耗后，得到輸出給負(fù)載的機(jī)械功率P2（8-15）其中，鐵損耗與機(jī)械損耗之和稱為空載損耗，即（8-16）-21-圖8-9是同步電動機(jī)的功率流程圖。第八章同步電機(jī)原理-22-

二、同步電動機(jī)的電磁功率與功角特性對于凸極同步電動機(jī)，當(dāng)忽略定子繞組的電阻Rs

時，同步電動機(jī)的電磁功率為第八章同步電機(jī)原理（8-17）由凸極同步電動機(jī)的相量圖（圖8-8）可見，，于是此外，根據(jù)相量圖可得（8-18）-23-考慮以上這些關(guān)系，得第八章同步電機(jī)原理（8-19）

接在電網(wǎng)上運行的同步電動機(jī)，已知電源電壓Us、電源的頻率f1都維持不變，如果保持電動機(jī)的勵磁電流If

不變，則對應(yīng)的電動勢E0

的大小也是常數(shù)，此外電動機(jī)的參數(shù)Xd

、Xq又是已知的常數(shù)，這樣同步電動機(jī)的電磁功率Pem

就僅僅是θ的函數(shù)，當(dāng)θ角變化時，電磁功率Pem也跟著變化。我們把的關(guān)系定義為同步電動機(jī)的功角特性，由此所繪制出的曲線稱為功角特性曲線，如圖8-10所示。（8-20）-24-

上式所示凸極同步電動機(jī)的電磁功率Pem中，第一項與勵磁電流If

的大小有關(guān)，稱為勵磁電磁功率。第二項與勵磁電流If

的大小無關(guān)，是由參數(shù)引起的，這部分功率只有凸極同步電動機(jī)才有，而對隱極同步電動機(jī)則不存在，所以該電磁功率稱為凸極電磁功率。第一項勵磁電磁功率是主要的，第二項凸極電磁功率比第一項小得多。第八章同步電機(jī)原理（8-21）（8-22）-25-

三、同步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與矩角特性首先根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩的通用公式推導(dǎo)同步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式。第一章的式（1-46）即是電磁轉(zhuǎn)矩的通用公式：第八章同步電機(jī)原理式中——電機(jī)極對數(shù)；

——每極合成磁通；

——定子磁動勢幅值；

——定子磁動勢與合成磁動勢間的夾角。這里，因為，由式（8-3）可得-26-

根據(jù)第七章的式（7-7）以及圖8-11所示的磁動勢關(guān)系，可以得到如下關(guān)系第八章同步電機(jī)原理-27-把上述三式代入電磁轉(zhuǎn)矩的通用公式，可得第八章同步電機(jī)原理式中——同步角速度。不計定子電阻時，，且，因此上式可以寫成（8-23）（8-24）

根據(jù)功率與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系，同樣可以導(dǎo)出電磁轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩平衡方程。與異步電動機(jī)一樣，電磁轉(zhuǎn)矩Te等于電磁功率Pem與電機(jī)角速度ω之比，但對于同步電動機(jī)，由式（8-1）知道其轉(zhuǎn)速即為同步轉(zhuǎn)速。因此，同步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩應(yīng)為-28-第八章同步電機(jī)原理（8-25）（8-26）此式與式（8-24）是完全一致的。將式（8-15）等號兩邊同除以ω1，得到同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩平衡方程式中T0——空載轉(zhuǎn)矩。將電磁功率的表達(dá)式（8-20）代入式（8-25），得到的電磁轉(zhuǎn)矩為（8-27）-29-第八章同步電機(jī)原理

上式說明，在電源電壓Us

、電源的頻率f1、勵磁電流If

都保持不變時，同步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩Te也僅是θ的函數(shù)。即當(dāng)θ角變化時，電磁轉(zhuǎn)矩Te也跟著變化。把的關(guān)系定義為同步電動機(jī)的矩角特性，由此所繪制出的曲線稱為矩角特性曲線。功角特性與矩角特性的表達(dá)式相互之間僅相差一個比例常數(shù)

1

，所以圖8-10和圖8-11中的曲線也可視為矩角特性曲線。

若是隱極式同步電動機(jī)，因Xd=Xq

，則功角特性和矩角特性的表達(dá)式為-30-第八章同步電機(jī)原理

四、同步電動機(jī)的穩(wěn)定運行下面以隱極同步電動機(jī)為例來討論同步電動機(jī)的穩(wěn)定運行問題。由圖可見，當(dāng)電動機(jī)拖動負(fù)載運行在

=0

～90

的范圍內(nèi)，電動機(jī)能夠穩(wěn)定運行；當(dāng)電動機(jī)拖動負(fù)載運行在

=90

～180

的范圍內(nèi)，電動機(jī)不能夠穩(wěn)定運行。-31-第八章同步電機(jī)原理

如果與異步電動機(jī)一樣，將最大電磁轉(zhuǎn)矩Tem與額定電磁轉(zhuǎn)矩TN之比，稱為過載倍數(shù)，用

表示。這里（8-30）

可見，為了滿足過載限制的要求，隱極同步電動機(jī)額定運行時，。對于凸極同步電動機(jī)，額定運行時的功率角還要小些。當(dāng)負(fù)載改變時，θ角隨之變化，就能使同步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩Te或電磁功率Pem跟著變化，以達(dá)到新的平衡狀態(tài)。在同步電動機(jī)穩(wěn)定運行時，電機(jī)的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n是嚴(yán)格按照同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，不發(fā)生任何變化。所以，同步電動機(jī)的機(jī)械特性為一條水平的直線。例8-1第八章同步電機(jī)原理第八章同步電機(jī)原理-34-第八章同步電機(jī)原理第四節(jié)同步電動機(jī)的功率因數(shù)及U形曲線一、同步電動機(jī)的功率因數(shù)調(diào)節(jié)當(dāng)同步電動機(jī)接在交流電源上，可以認(rèn)為電源的電壓Us以及頻率f1都保持不變。另外，假設(shè)同步電動機(jī)拖動的有功負(fù)載也保持不變，僅改變同步電動機(jī)的勵磁電流If，就能調(diào)節(jié)同步電動機(jī)的功率因數(shù)。為分析方便起見，以隱極同步電動機(jī)為例，并忽略電機(jī)中的各種損耗。假若同步電動機(jī)的負(fù)載保持不變，則電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的輸出轉(zhuǎn)矩T2也不變，如果忽略空載轉(zhuǎn)矩，由式（8-26），有?？梢?，當(dāng)T2不變時，可以認(rèn)為電磁轉(zhuǎn)矩Te也不變，由式（8-29），（8-31）這說明當(dāng)改變勵磁電流If時，電動勢E0的大小也要跟著改變，以滿足上式的關(guān)系。-35-第八章同步電機(jī)原理

當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時，由于同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速恒定不變，所以同步電動機(jī)的輸出功率不變。在忽略電機(jī)中的各種損耗的情況下，同步電動機(jī)的輸入功率與輸出功率相等。于是有（8-32）

上式的物理意義是：在只改變勵磁電流的情況下，同步電動機(jī)定子繞組中電流的有功分量保持不變。根據(jù)式（8-31）和式（8-32）的條件可畫出隱極同步電動機(jī)在三種不同勵磁電流時的相量圖，如圖8-14所示。在電壓Us

不變的條件下，必有-36-第八章同步電機(jī)原理

當(dāng)改變同步電動機(jī)的勵磁電流時，能夠改變同步電動機(jī)的功率因數(shù)，這點是三相異步電動機(jī)所不具備的。當(dāng)改變勵磁電流時，同步電動機(jī)功率因數(shù)變化的規(guī)律可以分為三種情況，即正常勵磁狀態(tài)、欠勵狀態(tài)和過勵狀態(tài)。同步電動機(jī)拖動負(fù)載運行時，一般要過勵，至少運行在正常勵磁狀態(tài)，不要讓它運行在欠勵狀態(tài)。-37-第八章同步電機(jī)原理

二、同步電動機(jī)的U形曲線同步電動機(jī)的U形曲線是指當(dāng)電源電壓和電源的頻率均為額定值時，在輸出功率不變的條件下，調(diào)節(jié)勵磁電流If

時定子電流Is的相應(yīng)變化。以勵磁電流If

為橫座標(biāo)，定子電流Is為縱座標(biāo)，將兩個電流數(shù)值變化關(guān)系繪制成曲線，由于其形狀象英文字母“U”，故稱其為U形曲線。-38-第八章同步電機(jī)原理

對每條U形曲線，定子電流有一最小值，這時定子僅從電網(wǎng)吸收有功功率，功率因數(shù)。把這些點連起來，稱線。它微微向右傾斜，說明輸出為純有功功率情況下，輸出功率增大的同時，必須相應(yīng)地增加一些勵磁電流。這樣，線可作為分界線，在線的左邊是欠勵區(qū)，右邊是過勵區(qū)。當(dāng)同步電動機(jī)帶一定負(fù)載時，若減小勵磁電流If，電動勢E0、電磁功率Pem減小。當(dāng)Pem減小到一定程度，θ超過90

，電動機(jī)就失去同步，如圖8-16中虛線所示的不穩(wěn)定區(qū)。從這個角度來看，同步電動機(jī)最好也不運行于欠勵狀態(tài)。例8-2-39-第八章同步電機(jī)原理-40-第八章同步電機(jī)原理-41-第八章同步電機(jī)原理-42-第八章同步電機(jī)原理第五節(jié)永磁同步電動機(jī)*一、概述世界上第一臺電機(jī)就是永磁電機(jī)，但是早期的永磁材料磁性能很差，致使永磁電機(jī)體積很大，非常笨重，因而很快就為電勵磁式電機(jī)所取代。近年來，隨著稀土永磁材料的快速發(fā)展，特別是第三代稀土永磁材料釹鐵硼（NdFeB）的問世，給永磁電機(jī)的研究和開發(fā)帶來了新的活力。從上世紀(jì)八十年代初開始，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家竟相研制高性能永磁電機(jī)，其中永磁同步電動機(jī)以其高效節(jié)能的優(yōu)點而受到特別的關(guān)注。二、正弦波永磁同步電動機(jī)

1.基本結(jié)構(gòu)永磁同步電動機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子兩部分。定子部分與一般同步電動機(jī)的定子相同，定子鐵心通常由帶有齒和槽的沖片疊成，在槽中嵌入交流繞組。當(dāng)交流電流通入交流繞組時，在氣隙中產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)磁場；轉(zhuǎn)子部分則采用永磁體勵磁。-43-第八章同步電機(jī)原理-44-第八章同步電機(jī)原理

同步電動機(jī)的主要參數(shù)同步電抗Xd、Xq決定于磁路的磁導(dǎo)，在電勵磁同步電動機(jī)中，Xd>Xq

。但在永磁同步電動機(jī)中，情況有所不同，因為在直軸磁路中有永磁體，永磁體的磁導(dǎo)率很低，其導(dǎo)磁性能與空氣相似，因而大大減小了直軸電樞反應(yīng)的作用，表現(xiàn)為Xd較??；而在交軸磁路中，主要是軟鐵極靴和套環(huán)類的磁性材料，導(dǎo)磁性能較好，交軸電樞反應(yīng)的作用較大，Xq較大，因而在永磁同步電動機(jī)中Xd<Xq

。-45-第八章同步電機(jī)原理-46-第八章同步電機(jī)原理-47-第八章同步電機(jī)原理2.工作原理與起動問題在由變頻電源供電的場合，永磁同步電動機(jī)可以順利起動，但當(dāng)由工頻電源直接供電時，由于定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子永磁體磁場之間有相對運動，不能產(chǎn)生恒定方向的電磁轉(zhuǎn)矩，造成起動困難。-48-第八章同步電機(jī)原理

為克服這一困難，永磁同步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子一般設(shè)計成磁鋼內(nèi)埋式結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子表面裝有和異步電動機(jī)相似的籠型繞組（如圖8-18所示），稱為自起動永磁同步電動機(jī)。當(dāng)永磁同步電動機(jī)起動時，依靠籠型繞組產(chǎn)生如同異步電動機(jī)工作時一樣的起動轉(zhuǎn)矩，帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來。等到轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速上升到接近同步速時，依靠定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子永磁體的相互吸引把轉(zhuǎn)子牽入同步。這就是所謂的“異步起動，同步運行”。在整個起動過程中，籠型繞組產(chǎn)生異步起動轉(zhuǎn)矩，而永磁體產(chǎn)生發(fā)電制動轉(zhuǎn)矩，但當(dāng)達(dá)到同步速時，異步起動轉(zhuǎn)矩為零，而發(fā)電制動轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)變?yōu)橥綘恳D(zhuǎn)矩，帶動電動機(jī)正常同步運行?？梢?，對于自起動永磁式同步電動機(jī)來說，永磁體和籠型起動繞組之間的合理設(shè)計是十分重要的。

-49-第八章同步電機(jī)原理

應(yīng)當(dāng)指出，如果電動機(jī)轉(zhuǎn)子本身慣性不大，或者是多極的低速電機(jī)，定子旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速不是很大，那么永磁同步電動機(jī)不另裝起動繞組也是可以直接起動的。-50-第八章同步電機(jī)原理

三、梯形波永磁同步電動機(jī)直流電動機(jī)由于調(diào)速性能好、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點而在各種運動控制系統(tǒng)中等到廣泛應(yīng)用，但是直流電動機(jī)具有電刷和換向器裝置，運行時所形成的機(jī)械摩擦嚴(yán)重影響電機(jī)的精度和可靠性，因摩擦而產(chǎn)生的火花還會引起無線電干擾。電刷和換向器裝置使直流電動機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、噪音大，維護(hù)也比較困難。所以，長期以來人們在不斷尋求可以不用電刷和換向器裝置的直流電動機(jī)。隨著電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和永磁材料的迅速發(fā)展，誕生了梯形波永磁同步電動機(jī)——無刷直流電動機(jī)。這種電動機(jī)利用電子開關(guān)線路和位置傳感器來代替電刷和換向器，既具有直流電動機(jī)的運行特性，又具有交流電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點，它的轉(zhuǎn)速不再受機(jī)械換向的限制，可以制成轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘幾十萬轉(zhuǎn)的高速電動機(jī)。-51-第八章同步電機(jī)原理

1.基本結(jié)構(gòu)無刷直流電動機(jī)由電動機(jī)本體、電子開關(guān)線路和轉(zhuǎn)子位置傳感器三部分組成，其系統(tǒng)構(gòu)成如圖8-19所示，其中直流電源通過開關(guān)線路向電動機(jī)的定子繞組供電，位置傳感器檢測電動機(jī)的轉(zhuǎn)子位置，并提供信號控制開關(guān)線路中的功率開關(guān)元件，使之按照一定的規(guī)律導(dǎo)通和關(guān)斷，從而控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)動。-52-第八章同步電機(jī)原理

無刷直流電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)如圖8-20所示，其中電動機(jī)結(jié)構(gòu)與永磁同步電動機(jī)相似，轉(zhuǎn)子是由永磁材料制成的具有一定極數(shù)的永磁體，主要有凸極式和內(nèi)嵌式兩種結(jié)構(gòu)；定子是電動機(jī)的電樞，定子鐵心中安放著對稱的多相繞組，可接成星形或角形，各相繞組分別與電子開關(guān)線路中的相應(yīng)開關(guān)元件相連接，電子開關(guān)線路有橋式和非橋式兩種。圖11-26表示的是常用的三相星形橋式連接方式。-53-第八章同步電機(jī)原理-54-第八章同步電機(jī)原理-55-第八章同步電機(jī)原理2.工作原理根據(jù)電子開關(guān)線路結(jié)構(gòu)和定子繞組聯(lián)接方式，無刷直流電動機(jī)可以有多種運行狀態(tài)，下面以兩相導(dǎo)通三相星形六狀態(tài)為例說明無刷直流電動機(jī)的工作原理。假設(shè)在任意時刻開關(guān)線路的上橋臂和下橋臂各有一個晶體管導(dǎo)通，即三相繞組的通電順序依次為AC、BC、BA、CA、CB、AB（120

導(dǎo)通型逆變器）。當(dāng)A、C相通電時，電流流通的路徑為：電源正極→V1管→A相繞組→