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永磁同步電動機工作原理

 

永磁同步電動機的啟動和運行是由定子繞組、轉(zhuǎn)子鼠籠繞組和永磁體這三者產(chǎn)生的磁場的相互作用而形成。電動機靜止時，給定子繞組通入三相對稱電流，產(chǎn)生定子旋轉(zhuǎn)磁場，定子旋轉(zhuǎn)磁場相對于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)在籠型繞組內(nèi)產(chǎn)生電流，形成轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場，定子旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生的異步轉(zhuǎn)矩使轉(zhuǎn)子由靜止開始加速轉(zhuǎn)動。在這個過程中，轉(zhuǎn)子永磁磁場與定子旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速不同，會產(chǎn)生交變轉(zhuǎn)矩。

 

當(dāng)轉(zhuǎn)子加速到速度接近同步轉(zhuǎn)速的時候，轉(zhuǎn)子永磁磁場與定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速接近相等，定子旋轉(zhuǎn)磁場速度稍大于轉(zhuǎn)子永磁磁場，它們相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩將轉(zhuǎn)子牽入到同步運行狀態(tài)。在同步運行狀態(tài)下，轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)不再產(chǎn)生電流。此時轉(zhuǎn)子上只有永磁體產(chǎn)生磁場，它與定子旋轉(zhuǎn)磁場相互作用，產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。

 

由此可知，永磁同步電動機是靠轉(zhuǎn)子繞組的異步轉(zhuǎn)矩實現(xiàn)啟動的。啟動完成后，轉(zhuǎn)子繞組不再起作用，由永磁體和定子繞組產(chǎn)生的磁場相互作用產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。

永磁同步電機工作原理詳解（圖文）

永磁同步電機中的永磁體供給的磁極磁場在電機旋轉(zhuǎn)過程中固定不變的，這即是請求每個時間定子繞組發(fā)作的電樞磁場有必要與轉(zhuǎn)子的磁極磁場相對應(yīng)，即繞組的電流方向、導(dǎo)通與關(guān)斷受轉(zhuǎn)子方位的操控。因此，無刷直流電機有必要有轉(zhuǎn)子方位信號輸出給電機的操控電路，電機的操控電路依據(jù)轉(zhuǎn)子方位信號來操控相應(yīng)的功率開關(guān)管的導(dǎo)通與關(guān)斷，然后操控相應(yīng)繞組的電流方向、導(dǎo)通與關(guān)斷。定子繞組若按一定的通電次序進(jìn)行切換，就可以構(gòu)成一個與轉(zhuǎn)子方位對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)磁場，使電機按請求的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。相對磁鋼的某一磁極而言，每個時間與它對應(yīng)的電樞磁場是固定的，即繞組的電流方向是固定的，這與有刷直流電機相似。

     永磁同步電機運轉(zhuǎn)原理圖，繞組為三相星形接法，120度均布，選用三相半橋驅(qū)動方法，轉(zhuǎn)子為一對極。在圖示方位，磁鋼的磁極中心線與A相繞組對齊，此刻的操控電路依據(jù)轉(zhuǎn)子方位檢查信號，使S1開關(guān)管觸發(fā)導(dǎo)通，B相繞組通電，在B相繞組磁場的效果下，轉(zhuǎn)子將順時針旋轉(zhuǎn)120獨門，抵達(dá)虛線轉(zhuǎn)子所示的方位，磁鋼的磁極中心線與B相繞組對齊，此刻，操控電路依據(jù)轉(zhuǎn)子方位檢查信號，使S1開關(guān)管關(guān)斷，使S3開關(guān)管導(dǎo)通，A相繞組通電，轉(zhuǎn)子在A相繞組磁場的效果下，轉(zhuǎn)子將順時針旋轉(zhuǎn)120度，按上述通電次序循環(huán)導(dǎo)通，轉(zhuǎn)子就順時針旋轉(zhuǎn)下去。永磁同步電機收集轉(zhuǎn)子方位信號，前者，電機構(gòu)造簡略，但電機起動艱難;后者，電機構(gòu)造稍復(fù)雜，但起動平穩(wěn)、可靠，現(xiàn)在大部分的永磁同步電機均選用后者。方位傳感器的品種許多，空調(diào)用的永磁同步電機通常選用霍爾元件作為方位傳感器。

    永磁同步電機的定子繞組多做成三相對稱星形接法，同三相異步永磁同步電機十分相似。永磁同步電機的轉(zhuǎn)子上粘有已充磁的永磁體，為了檢查永磁同步電機轉(zhuǎn)子的極性，在永磁同步電機內(nèi)裝有方位傳感器。驅(qū)動器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成，其功用是：承受永磁同步電機的發(fā)動、中止、制動信號，以操控永磁同步電機的發(fā)動、中止和制動；承受方位傳感器信號和正反轉(zhuǎn)信號，用來操控逆變橋各功率管的通斷，發(fā)作接連轉(zhuǎn)矩；承受速度指令和速度反應(yīng)信號，用來操控和調(diào)整轉(zhuǎn)速；供給保護和顯現(xiàn)等等。 因為永磁同步電機機是以自控式運轉(zhuǎn)的，所以不會象變頻調(diào)速下重載發(fā)動的同步電機那樣在轉(zhuǎn)子上另加發(fā)動繞組，也不會在負(fù)載突變時發(fā)作振動和失步。

     霍耳信號傳遞給操控器，操控器通過電機相線（粗線，不是霍耳線）給電機線圈供電，電機旋轉(zhuǎn)，磁鋼與線圈（精確的說是纏在定子上的線圈，本來霍耳通常安裝在定子上）發(fā)作轉(zhuǎn)動，霍耳感應(yīng)出新的方位信號，操控器粗線又給電機線圈從頭改動電流方向供電，電機持續(xù)旋轉(zhuǎn)（線圈和磁鋼的方位發(fā)作變化時，線圈有必要對應(yīng)的改動電流方向，這么電機才干持續(xù)向一個方向運動，否則電機就會在某一個方位擺布擺動，而不是接連旋轉(zhuǎn)），這即是電子換相。

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