永磁同步电机基础的知识

永磁同步电机基础的知识
永磁同步电机基础的知识

(一) PMSM 的数学模型

交流电机是一个非线性、强耦合的多变量系统。永磁同步电机的三相绕组分布在定子上,永磁体安装在转子上。在永磁同步电机运行过程中,定子与转子始终处于相对运动状态,永磁体与绕组,绕组与绕组之间相互影响,电磁关系十分复杂,再加上磁路饱和等非线性因素,要建立永磁同步电机精确的数学模型是很困难的。为了简化永磁同步电机的数学模型,我们通常做如下假设:

1) 忽略电机的磁路饱和,认为磁路是线性的;

2) 不考虑涡流和磁滞损耗;

3) 当定子绕组加上三相对称正弦电流时,气隙中只产生正弦分布的磁势,

忽略气隙中的高次谐波;

4) 驱动开关管和续流二极管为理想元件;

5) 忽略齿槽、换向过程和电枢反应等影响。

永磁同步电机的数学模型由电压方程、磁链方程、转矩方程和机械运动方程组成,在两相旋转坐标系下的数学模型如下:

(l)电机在两相旋转坐标系中的电压方程如下式所示:

d d s d d c q q q s q q c d di u R i L dt di u R i L dt ωψωψ?=+-????=++??

其中,Rs 为定子电阻;ud 、uq 分别为d 、q 轴上的两相电压;id 、iq 分别为d 、q 轴上对应的两相电流;Ld 、Lq 分别为直轴电感和交轴电感;ωc 为电角速度;ψd 、ψq 分别为直轴磁链和交轴磁链。

若要获得三相静止坐标系下的电压方程,则需做两相同步旋转坐标系到三相

静止坐标系的变换,如下式所示。

cos sin

22

cos()sin()

33

22

cos()sin()

33

a

d

b

q

c

u

u

u

u

u

θθ

θπθπ

θπθπ

??

?

-

???

??

??

=--- ?

??

??

??

??

?

+-+

??

(2)d/q轴磁链方程:

d d d f

q q q

L i

L i

ψψ

ψ

=+

??

?

=

??

其中,ψf为永磁体产生的磁链,为常数,0

f

r

e

ω

ψ=,而c

r p

ω

ω=是机械角速度,p为同步电机的极对数,ωc为电角速度,e0为空载反电动势,其值为每项

倍。

(3)转矩方程:

3

2

e d q q d

T p i i

ψψ

??

=-

??

把它带入上式可得:

3

()

2

33

()

22

e f q d q d q

f q d q d q

T p i L L i i

p i p L L i i

ψ

ψ

??

=+-

??

=+-

对于上式,前一项是定子电流和永磁体产生的转矩,称为永磁转矩;后一项是转子突极效应引起的转矩,称为磁阻转矩,若Ld=Lq,则不存在磁阻转矩,此时,转矩方程为:

3

2

e f q t q

T p i k i

ψ

==

这里,

t

k为转矩常数,

3

2

t f

k pψ

=。

(4)机械运动方程:

m e m L d T J B T dt

ωω=++ 其中,m ω是电机转速,L T 是负载转矩,J 是总转动惯量(包括电机惯量和负载惯量),B 是摩擦系数。

(二) 直线电机原理

永磁直线同步电机是旋转电机在结构上的一种演变,相当于把旋转电机的定子和动子沿轴向剖开,然后将电机展开成直线,由定子演变而来的一侧称为初级,转子演变而来的一侧称为次级。由此得到了直线电机的定子和动子,图1为其转变过程。

直线电机不仅在结构上是旋转电机的演变,在工作原理上也与旋转电机类似。在旋转的三相绕组中通入三相正弦交流电后,在旋转电机的气隙中产生旋转气隙磁场,旋转磁场的转速(又叫同步转速)为:

60(/min)s f n r p

= (1-1) 其中,f —交流电源频率,p —电机的极对数。

如果用v 表示气隙磁场的线速度,则有:

22(/)60

s

p v n f mm s ττ== (1-2) 其中,τ为极距。 当旋转电机展开成直线电机形式以后,如果不考虑铁芯两端开断引起的纵向边端效应,此气隙磁场沿直线运动方向呈正弦分布,当三相交流电随时间变化时,气隙磁场由原来的圆周方向运动变为沿直线方向运动,次级产生的磁场和初级的

磁场相互作用从而产生电磁推力。在直线电机当中我们把运动的部分称为动子,对应于旋转电机的转子。这个原理和旋转电机相似,二者的差异是:直线电机的磁场是平移的,而不是旋转的,因此称为行波磁场。这时直线电机的同步速度为v=2f τ,旋转电机改变电流方向后,电机的旋转方向发生改变,同样的方法可以使得直线电机做往复运动。 N

S

N S

N

S

N

S 转矩T

推力F

定子(初级)

转子(次级)

图1永磁直线同步电机的演变过程

初级

次级行波磁场

A Z

B N

压而成,并且在次级上安装有永磁体。根据初级,次级长度不同,可以分为短初

永磁同步电机基础知识

(一) PMSM 的数学模型 交流电机是一个非线性、强耦合的多变量系统。永磁同步电机的三相绕组分布在定子上,永磁体安装在转子上。在永磁同步电机运行过程中,定子与转子始终处于相对运动状态,永磁体与绕组,绕组与绕组之间相互影响,电磁关系十分复杂,再加上磁路饱和等非线性因素,要建立永磁同步电机精确的数学模型是很困难的。为了简化永磁同步电机的数学模型,我们通常做如下假设: 1) 忽略电机的磁路饱和,认为磁路是线性的; 2) 不考虑涡流和磁滞损耗; 3) 当定子绕组加上三相对称正弦电流时,气隙中只产生正弦分布的 磁势,忽略气隙中的高次谐波; 4) 驱动开关管和续流二极管为理想元件; 5) 忽略齿槽、换向过程和电枢反应等影响。 永磁同步电机的数学模型由电压方程、磁链方程、转矩方程和机械运动方程组成,在两相旋转坐标系下的数学模型如下: (l)电机在两相旋转坐标系中的电压方程如下式所示: d d s d d c q q q s q q c d di u R i L dt di u R i L dt ωψωψ?=+-????=++?? 其中,Rs 为定子电阻;ud 、uq 分别为d 、q 轴上的两相电压;id 、iq 分别为d 、q 轴上对应的两相电流;Ld 、Lq 分别为直轴电感和交轴电感;ωc 为电角速度;ψd 、ψq 分别为直轴磁链和交轴磁链。 若要获得三相静止坐标系下的电压方程,则需做两相同步旋转坐标系到三相静止坐标系的变换,如下式所示。 cos sin 22cos()sin()3322cos()sin()33a d b q c u u u u u θθθπθπθπθπ?? ?-????? ??=--- ? ???? ???? ?+-+? ? (2)d/q 轴磁链方程: d d d f q q q L i L i ψψψ=+???=?? 其中,ψf 为永磁体产生的磁链,为常数,0f r e ωψ=,而c r p ωω=是机械角速度,p 为同步电机的极对数,ωc 为电角速度,e0为空载反电动势,其值为 倍。

关于直流电机及控制系统的基本知识

关于直流电机及控制系统的基本知识 6、直流电机的四象限运行: 直流电机与交流电机一样,也有两种运行方式:电动运行和制动运行。如果再以正、反转来分的话,则分为正转运行、正转制动运行和反转运行、反转制动运行四种运行方式。如果以坐标形式来表示的话,则称为电机的四象限运行坐标,见下图4-5各种运行方式的机械特性曲线。 当电机正向运行时,其机械特性是一条横跨1、2、4象限的直线。其中1象限为电动运行状态,电磁转矩方向与旋转方向相同,第2、4象限为制动运行状态,在此状态内是产生一个与转向方向相反的阻力矩,以使拖动系统迅速停车或限制转速的升高。制动状态下转矩的方向与转速的方向相反,此时电机从轴上吸收机械能并转化为电能消耗于电枢回路电路或回馈于电源。第3象限为反向电动运行。

当电磁转矩T M与转速n同方向,T M是拖动负载运动的,所以电机运行曲线处于1、3象限,1象限为电机正向运行,3象限为电机反向运行;当T M与转速n的方向相反时,表示电机机处于制动运行方式,其机械特性曲线在坐标的2、4象限内,2象限内为电机正向制动,包含能耗制动过程(O A线段)、电源反接制动过程(-T M B线段)和正向回馈制动过程(-n0C)线段;处于第四象限时为电机反向制动,也包含能耗制动过程(O D线段)、倒拉反接制动过程(T M E线段)和反向回馈过程(-n0F线段)。 7、直流电机的启动、停止和制动控制: 直流电机从接入电源开始,电枢由静止开始转动到额定转速的过程,称为启动过程。要求启动时间短、启动转矩大、启动电流小。启动的要求是矛盾的,比如,用逐渐提升供电电压实施软起动,来降低起动电流,但启动时间又会加长;加大启动转矩,又势必增大的启动电流等。因而要根据实际应用和配置情况,对启动问题综合考虑。 1)启动方式: a、直接启动。只适用于小型直流电机。启动方法是先给电机加励磁,并调节励磁电流达到最大,当励磁磁场建立后,再使电枢绕组直接加上额定电压,电机开始启动。在启动过程中,电枢中最大冲击电流,称为启动电流。直流启动,因启动电流大,电气和机械冲击大等缺点,应用较少; b、早期采用变阻器启动,电动机在启动时在电枢回路中串入变阻器,用接触器触点切换电阻只数,限制启动电流。将启动电流限制在2位额定电流以内。后期采用晶闸管电子电力技术,用改变电枢电压的方式实现了软起动。 2)停止方式: a、自由停车。直流电机的电源关断后,电机按运转惯性自由停车; b、施加制动(刹车)措施,如机械抱闸刹车、能耗制动、反接制动等使其快速停车。 3)直流电机的制动方式和方法: 电动机的电磁转矩方向与旋转方向相反时,就称为电动机处于制动状态。 制动的目的:使电动机减速或停车、限制电动机转速的升高(如电车下坡)。 机械抱闸制动也是一种制动(刹车)方式,但不属电机运行特性的范畴。属于电机运行特性的制动方式和方法有以下四种,有时也统称为电磁制动方式。 a、能耗制动。指运行中的直流电机突然断开电枢电源,然后在电枢回路串 入制动电阻,使电枢绕组的惯性能量消耗在电阻上,使电机快速制动。由于电压和输入功率都为0,所以制动平衡,线路简单;

永磁同步电机基础知识

(一)PMSM的数学模型 交流电机是一个非线性、强耦合的多变量系统。永磁同步电机的三相绕组分布在定子上,永磁体安装在转子上。在永磁同步电机运行过程中,定子与转子始终处于相对运动状态,永磁体与绕组,绕组与绕组之间相互影响,电磁关系十分复杂,再加上磁路饱和等非线性因素,要建立永磁同步电机精确的数学模型是很困难的。为了简化永磁同步电机的数学模型,我们通常做如下假设: 1)忽略电机的磁路饱和,认为磁路是线性的; 2)不考虑涡流和磁滞损耗; 3)当定子绕组加上三相对称正弦电流时,气隙中只产生正弦分布的磁势,忽略气隙中的高次谐波; 4)驱动开关管和续流二极管为理想元件; 5)忽略齿槽、换向过程和电枢反应等影响。 永磁同步电机的数学模型山电压方程、磁链方程、转矩方程和机械运动方程组成,在两相旋转坐标系下的数学模型如下: (1)电机在两相旋转坐标系中的电压方程如下式所示: 叫=RJd + Ld - — 3趴 at 此 dt 其中,Rs为定子电阻;ud、uq分别为d、q轴上的两相电压;id、iq分别为d、q轴上对应的两相电流;Ld、Lq分别为直轴电感和交轴电感;为电角速度;巾d、Wq 分别为直轴磁链和交轴磁链。 若要获得三相静止坐标系下的电压方程,则需做两相同步旋转坐标系到三相静止坐标系的变换,如下式所示。 / X cos 8 一sin。 (22 、 2 / \ = cos(。一—-sm(8— 3 3 宀 2 2 cos(& + -?r) 一sin(8 + - I 3 3丿 (2)d/q轴磁链方程: 其中,Wf为永磁体产生的磁链,为常数,,而◎=% 是机械角速度,P为同步电机的 极对数,3c为电角速度,eO为空载反电动势,其值为

直流电机的基本知识

直流电机的基本知识 1 直流电机的工作原理 永磁式直流电机是应用很广泛的一种。只要在它上面加适当电压。电机就转动。图是这种电机的符号和简化等效电路[1]。 工作原理图: 图直流电机的符号和等效电路 这种电机由定子、转子、换向器(又称整流子)、电刷等组成,定子用作产生磁场。转于是在定子磁场作用下,得到转矩而旋转起来。换向器及时改变了电流方向,使转子能连续旋转下去。也就是说,直流电压加在电刷上,经换向器加到转子线圈,流过电流而产生磁场,这磁场与定子的固定磁场作用,转子被强迫转动起来。当它转动时,由于磁场的相互作用,也将产生反电动势,它的大小正比于转子的速度,方向和所加的直流电压相反。图给出了等效电路。Rw代表转子绕组的总电阻,E代表与速度相关的反电动势。 永磁式换流器电机的特点: 当电机负载固定时,电机转速正比于所加的电源电压。 当电机直流电源固定时,电机的工作电流正比于转予负载的大小。 加于电机的有效电压,等于外加直流电压减去反电动势。因此当用固定电压驱动电机时,电机的速度趋向于自稳定。因为负载增加时,转子有慢下来的倾向,于是反电动势减少,而使有效电压增加,反过来又将使转子有快起来的倾向,所以总的效果使速度稳定。 当转子静止时,反电动势为零,电机电流最大。其最大值等于V/Rw(这儿V是电源电压)。最大·电流出现在刚起动的条件。 转子转动的方向,可由电机上所加电压的极性来控制。 体积小、重量轻、起动转矩大。 由于具备上述的那些特点,所以在医疗器械、小型机床、电子仪器、计算机、气象探空仪、探矿测井、电动工具、家用电器及电子玩具等各个方面,都得到广泛的应用。 对这种永磁式电机的控制,主要有电机的起停控制、方向控制、可变速度控制和速度的稳定控制。

直流电机的基础知识-第三部分

直流电机的基础知识/第三部分 ——直流调速的主电路形式和整机电路构成 直流电机需要直流电源的供给,这要求一个能将交流电转变为直流电的电源装置。另外,直流电机的起/停、保护、调速等控制电路,也常常与直流电源集成于一体,称为直流调速装置或直流调速器。 早期对直流电机的调速控制,用直流发电机作直流电机的直流电源,用接触器配合变阻箱实现直流电机的启/停控制和调速,系统繁杂、造价高。后期由于晶闸管等电力电子器件的成熟应用,出现了静止式直流调速装置,系统配置变得精简,而控制性能大幅度提升。国内外,有一些专业厂家,专门生产了专用于直流电机调速的系列产品,进口产品如英国欧陆传动系统有限公司生产的《590+直流数字式调速器》、ABB(瑞典阿西亚公司和瑞士的布朗勃法瑞公司合并而成)集团公司生产的《DCS400晶闸管变流器直流传动系统》等,国内生产厂家更是林林总总,不下百家。其产品范围囊括了大、中、小功率,他励、自励直流电机的调速控制。 1、小功率直流电机调速器的主电路形式: DC+(A1) SCR2 SCR1 DC-(A2) DC+(F1) DC-(F2)(a)主电路形式1(b)主电路形式2(c)主电路形式3 DC-(A2) L N L N 图1 小功率电机调速器的主电路形式 小功率直流电机,串、并励结构都有,上图(a)、(b)为串励直流电机所用的调压电路,电枢和励磁采用同一电源供电。(a)电路,当电源L端为电压极性为正时,形成SCR1→电机绕组回路→D2,回到电源N端;L端为电压极性为负时,形成SCR2→电机绕组回路→D1→电源N端的电流通路。从分析得出,SCR1与D2相串联,故控制SCR1的导通角,即可实现可控整流。这种由二极管和晶闸管构成的整流桥电路,又称半控桥调压电路。假定两只晶闸管处于最大导通角,电路形同一个桥式整流器,输入AC220V,输出整流电压为220V×0.9=198V,故调压范围约为0~198V;(b)电路,两只可控硅位于整流桥的上桥臂,仍呈现SCR1、D2和

永磁同步电机基础知识精品

【关键字】设计、情况、方法、环节、运行、问题、系统、快速、保持、建立、特点、位置、理想、基础、需要、主导、作用、标准、结构、速度、关系、简化、调节、保护、保证、解决、方向、实现、转变、落实 (一) PMSM 的数学模型 交流电机是一个非线性、强耦合的多变量系统。永磁同步电机的三相绕组分布在定子上,永磁体安装在转子上。在永磁同步电机运行过程中,定子与转子始终处于相对运动状态,永磁体与绕组,绕组与绕组之间相互影响,电磁关系十分复杂,再加上磁路饱和等非线性因素,要建立永磁同步电机精确的数学模型是很困难的。为了简化永磁同步电机的数学模型,我们通常做如下假设: 1) 忽略电机的磁路饱和,认为磁路是线性的; 2) 不考虑涡流和磁滞损耗; 3) 当定子绕组加上三相对称正弦电流时,气隙中只产生正弦分布的磁势, 忽略气隙中的高次谐波; 4) 驱动开关管和续流二极管为理想元件; 5) 忽略齿槽、换向过程和电枢反应等影响。 永磁同步电机的数学模型由电压方程、磁链方程、转矩方程和机械运动方程组成,在两相旋转坐标系下的数学模型如下: (l)电机在两相旋转坐标系中的电压方程如下式所示: 其中,Rs 为定子电阻;ud 、uq 分别为d 、q 轴上的两相电压;id 、iq 分别为d 、q 轴上对应的两相电流;Ld 、Lq 分别为直轴电感和交轴电感;ωc 为电角速度;ψd 、ψq 分别为直轴磁链和交轴磁链。 若要获得三相静止坐标系下的电压方程,则需做两相同步旋转坐标系到三相静止坐标系的变换,如下式所示。 (2)d/q 轴磁链方程: 其中,ψf 为永磁体产生的磁链,为常数,0f r e ωψ=,而c r p ωω=是机械角速度,p 为同步电机的极对数,ωc 为电角速度,e0为空载反电动势,其值为每项 倍。 (3)转矩方程: 把它带入上式可得: 对于上式,前一项是定子电流和永磁体产生的转矩,称为永磁转矩;后一项是转 子突极效应引起的转矩,称为磁阻转矩,若Ld=Lq ,则不存在磁阻转矩,此时,转矩方程为: 这里,t k 为转矩常数,32 t f k p ψ=。 (4)机械运动方程: 其中,m ω是电机转速,L T 是负载转矩,J 是总转动惯量(包括电机惯量和负载惯量),B 是摩擦系数。 (二) 直线电机原理 永磁直线同步电机是旋转电机在结构上的一种演变,相当于把旋转电机的定

直流永磁电机基本知识

直流永磁电机基本知识 一.直流电机的工作原理 1.直流电机的工作原理 这是分析直流电机的物理模型图。 其中,固定部分有磁铁,这里称作主磁极;固定部分还有电刷。转动部分有环形铁心和绕在环形铁心上的绕组。(其中2个小圆圈是为了方便表示该位置上的导体电势或电流的方向而设置的) 上图表示一台最简单的两极直流电机模型,它的固定部分(定子)上,装设了一对直流励磁的静止的主磁极N和S,在旋转部分(转子)上装设电枢铁心。定子与转子之间有一气隙。在电枢铁心上放置了由A和X两根导体连成的电枢线圈,线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片上,此铜片称为换向片。换向片之间互相绝缘,由换向片构成的整体称为换向器。换向器固定在转轴上,换向片与转轴之间亦互相绝缘。在换向片上放置着一对固定不动的电刷B1和B2,当电枢旋转时,电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通。

直流电机的原理图 对上上图所示的直流电机,如果去掉原动机,并给两个电刷加上直流电源,如上图(a)所示,则有直流电流从电刷A 流入,经过线圈,从电刷B 流出,根据电磁力定律,载流导体和收到电磁力的作用,其方向可由左手定则判定,两段导体受到的力形成了一个转矩,使得转子逆时针转动。如果转子转到如上图(b)所示的位置,电刷A 和换向片2接触,电刷B 和换向片1接触,直流电流从电刷A 流入,在线圈中的流动方向是,从电刷B 流出。 此时载流导体和受到电磁力的作用方向同样可由左手定则判定,它们产生的转矩仍然使得转子逆时针转动。这就是直流电机的工作原理。外加的电源是直流的,但由于电刷和换向片的作用,在线圈中流过的电流是交流的,其产生的转矩的方向却是不变的。 实用中的直流电机转子上的绕组也不是由一个线圈构成,同样是由多个线圈连接而成,以减少电动机电磁转矩的波动,绕组形式同发电机。 将直流电机的工作原理归结如下

永磁同步电机基础知识

(一) P M S M 的数学模型 交流电机是一个非线性、强耦合的多变量系统。永磁同步电机的三相绕组分布在定子上,永磁体安装在转子上。在永磁同步电机运行过程中,定子与转子始终处于相对运动状态,永磁体与绕组,绕组与绕组之间相互影响,电磁关系十分复杂,再加上磁路饱和等非线性因素,要建立永磁同步电机精确的数学模型是很困难的。为了简化永磁同步电机的数学模型,我们通常做如下假设: 1) 忽略电机的磁路饱和,认为磁路是线性的; 2) 不考虑涡流和磁滞损耗; 3) 当定子绕组加上三相对称正弦电流时,气隙中只产生正弦分布的磁势,忽略气隙中的高次谐波; 4) 驱动开关管和续流二极管为理想元件; 5) 忽略齿槽、换向过程和电枢反应等影响。 永磁同步电机的数学模型由电压方程、磁链方程、转矩方程和机械运动方程组成,在两相旋转坐标系下的数学模型如下: (l)电机在两相旋转坐标系中的电压方程如下式所示: 其中,Rs 为定子电阻;ud 、uq 分别为d 、q 轴上的两相电压;id 、iq 分别为d 、q 轴上对应的两相电流;Ld 、Lq 分别为直轴电感和交轴电感;ωc 为电角速度;ψd 、ψq 分别为直轴磁链和交轴磁链。 若要获得三相静止坐标系下的电压方程,则需做两相同步旋转坐标系到三相静止坐标系的变换,如下式所示。 (2)d/q 轴磁链方程: 其中,ψf 为永磁体产生的磁链,为常数,0f r e ωψ=,而c r p ωω=是机械角速度,p 为同步电机的极对数,ωc 为电角速度,e0为空载反电动势,其值为每项 倍。 (3)转矩方程: 把它带入上式可得: 对于上式,前一项是定子电流和永磁体产生的转矩,称为永磁转矩;后一项是转 子突极效应引起的转矩,称为磁阻转矩,若Ld=Lq ,则不存在磁阻转矩,此时,转矩方程为: 这里,t k 为转矩常数,32 t f k p ψ=。 (4)机械运动方程: 其中,m ω是电机转速,L T 是负载转矩,J 是总转动惯量(包括电机惯量和负载惯量),B 是摩擦系数。 (二) 直线电机原理 永磁直线同步电机是旋转电机在结构上的一种演变,相当于把旋转电机的定子和动子沿轴向剖开,然后将电机展开成直线,由定子演变而来的一侧称为初级,转子演变而来的一侧称为次级。由此得到了直线电机的定子和动子,图1为其转变过程。

永磁直流电机设计

永磁直流電機設計 1.電機主要尺寸與功率,轉速的關系: 與異步電機相似,直流電機的功率,轉速之間的關系是: D22*Lg=6.1*108*p’/(αP*A*Bg*Ky*n) (1) D2 電樞直徑(cm) 電机初設計時的主要尺寸 Lg 電樞計算長度(cm) 根據電机功率和實際需要確定 p’計算功率(w) p’=E*Ia=(1+2η)*P N/3η E=Ce*Φ*n*Ky=(P*N/60*a)*Φ2*n*Ky*10-8 Ce 電勢系數 a 支路數在小功率電機中取a=2 p 极數在小功率電機中取p=2 N 電樞總導体數 n 電机額定轉速 Ky 電樞繞組短矩系數小功率永磁電机p=2時,采用單疊繞組Ky=Sin[(y1/τ)*π/2] y1繞組第一節矩 αP 極弧系數一般取αP=0.6~0.75 正弦分布時αP=0.637 Φ每極磁通Φ=αP*τ*Lg*Bg τ極矩(cm) τ=π*D2/P Bg 氣隙磁密(Gs) 又稱磁負荷對鋁鎳Bg=(0.5~0.7) Br 對鐵氧体Bg=(0.7~0.85) Br, Br為剩磁密度 A 電樞線負荷 A=Ia*N/(a*π*D2)Ia電樞額定電流對連續運行的永磁電動机,一般取A=(30~80)A/cm另外電機負荷Δ= Ia/(a*Sd),其中Sd=π*d2/4 d為導線直徑.為了保証發熱因子A*Δ≦1400 (A/cm*A/mm2 )通常以電樞直徑D2和電樞外徑La作為電机主要尺寸,而把電動機的輸出功率和轉睦為電机的主要性能,在主要尺寸和主要性能的基礎上,我們就可以設計電機了. 在(1)式的基礎上經過變換可為:

D22*Lg*n/P’=(6.1*108/π2)*1/(αP*Bg*A)=C A 由上式可以看, C A的值並不取決於電機的容量和轉速,也不直接與電樞直徑和長度有關,它 僅取決於氣隙的平均磁密及電樞線負荷,而Bg和A的變化很小,它近似為常數,通常稱為電機 常數,它的導數K A=1/C A=(p’/n)/(D22* Lg)∞αP*Bg*A 稱為電機利用系數,它是正比於單位電 樞有效体積產生的電磁轉矩的一個比例常數. 2.直流電機定子的確定 2.1磁鋼內徑 根據電機電樞外徑D2確定磁鋼內徑 Dmi=D2+2g+2Hp 其中g為氣隙長度,小功率直流電機g=0.02-0.06cm ,鐵氧體時g可取得大些,鋁鎳鈷磁 鋼電機可取得較小,因鐵氧體H C較大.氣隙對電機的性能有很大的影響,較小的g可以使電樞 反應引起的氣隙磁場畸變加劇,使電機的換向不良加劇,及電機運行不穩定,主極表面損耗和 噪音加劇,以及電樞撓度加大,較大的氣隙,使電機效率下降,溫升提高. 有時電機磁鋼采用極靴,這樣可以起聚磁作用,提高氣隙磁密,還可稠節極靴 形狀以改善空載氣隙磁場波形,負載時交軸電樞反應磁通經極靴閉,合對永磁磁 極的影響較小.但這樣會使磁鋼結構复雜,制造成本增加,漏磁系數較大,外形尺 寸增加,負載時氣隙磁場的畸變較大.而無極靴時永磁體直接面向氣隙,漏磁系數小,能產生較多的磁通,材料利用率高,氣隙磁場畸變,而且結構簡單,便於生產. 其缺點是容易引起不可逆退磁現象. Hp 極靴高(cm) 無極靴結構時Hp=0 2.2磁鋼外徑 Dm0=Dmi+2Hm (瓦片形結構) Hm 永磁體磁路長度,它的尺寸應從滿足(1)有足夠的氣隙磁密(產生不可逆退磁),(2)在要求的任何情運行狀態下會形成永久性退磁等方面來確定,一般Hm=(5~15)g Hm越大,則氣隙磁密也越大,否則,則氣隙磁密也越小. 2.3磁鋼截面積Sm 對于鐵氧體由于Br小,則Sm取較大值,而對于鋁鎳鈷來說, Br較大,則Sm取小值. 環形鐵氧體磁鋼截面積: Sm=αP*π*(Dmi+Hm)Lg/P (cm)

永磁同步电机学习笔记精编版

永磁同步电机学习笔记 精编版 MQS system office room 【MQS16H-TTMS2A-MQSS8Q8-MQSH16898】

1.内功率因数角:定子相电流与空载反电势的夹角,定子相电流超前时为正。 2.功率角(转矩角):外施相电压超前空载反电势的角度,是表征负载大小的象征。 3.功率因数角:外施相电压与定子相电流的夹角。 4.内功率因数角决定直轴电枢反应是出于增磁还是去磁状态的因素。 5.实际的空载反电势由磁钢产生的空载气隙磁通在电枢绕组中感应产生,当实际反电势大于临界反电势时,电动机将处于去磁工作状态。空载损耗与空载电流是永磁电机出厂试验的两个重要指标,而空载反电势对这两个指标的影响尤其重大。空载反电势变动时空载损耗和空载电流也有一个最小值,空载反电势设计得过大或过小都会导致空载损耗和空载电流的上升,这是因为过大或过小都会导致空载电流中直轴电流分量急剧增大的缘故。还对电动机的动、稳态性能均影响较大。永磁机的尺寸和性能改变时,曲线定子电流I=f(E)是一条V形曲线。(类似于电励磁同步机定子电流和励磁电流的关系曲线) 6.由于永磁同步电动机的直轴同步电抗一般小于交轴同步电抗,磁阻转矩为一负正弦函数,因而矩角特性曲线上最大值所对应的转矩角大于90度,而不像电励磁同步电机那样小于90度。这是一个特点。 7.工作特性曲线: 知道了空载反电势、直轴同步电抗、交轴同步电抗和定子电阻后,给出一系列不同的转矩角,便可以求出相应的输入功率,定子相电流和功率因数,然后求出电动机在此时的损耗,便可以得到电动机出去功

率和效率,从而得到电动机稳态运行性能与输出功率之间的关系曲线,即为电动机工作曲线。 8.铁心损耗: 电动机温度和负载变化导致磁钢工作点改变,定子齿、轭部磁密也随之变化。温度越高,负载越大,定子齿、轭部的磁密越小,铁耗越小。工程上采用与感应电机铁耗类似的公式,然后进行经验修正。9.计算极弧系数: 气隙磁密平均值与最大值的比值。它的大小决定气隙磁密分布曲线的形状,因而决定励磁磁势分布的形状、空气隙的均匀程度以及磁路的饱和程度。其大小还影响气隙基波磁通与气隙总磁通比值,即磁钢利用率,和气隙中谐波的大小。 10.永磁电机气隙长度: 是非常关键的尺寸。尽管他对于永磁机的无功电流影响不如感应电机敏感,但对于交直轴电抗影响很大,继而影响电动机的其他性能。还对电动机的装配工艺和杂散损耗影响较大。 11.空载漏磁系数: 是很重要的参数,是空载时总磁通与主磁通之比,是个大于1 的数,反映空载时永磁体向外磁路提供的总磁通的有效利用程度。空载漏磁系数以磁导表示的表达式又正好是负载时外磁路应用戴维宁定理进行等效转换的变换系数,同时由于负载情况的不同,电枢磁动势大小不同,磁路的饱和程度也随之改变,气隙磁导、漏磁导和空载漏磁系数都不是常数。 一方面,空载漏磁系数大表明漏磁导大,磁钢利用率差。

永磁同步电机的基本知识和结构

WORD 文档可编辑 技术资料 专业分享 第一章永磁同步电机的原理及结构 1.1永磁同步电机的基本工作原理 永磁同步电机的原理如下在电动机的定子绕组中通入三相电流,在通入电流后就会在电动机的定子绕组中形成旋转磁场,由于在转子上安装了永磁体,永磁体的磁极是固定的,根据磁极的同性相吸异性相斥的原理,在定子中产生的旋转磁场会带动转子进行旋转,最终达到转子的旋转速度与定子中产生的旋转磁极的转速相等,所以可以把永磁同步电机的起动过程看成是由异步启动阶段和牵入同步阶段组成的。在异步启动的研究阶段中,电动机的转速是从零开始逐渐增大的,造成上诉的主要原因是其在异步转矩、永磁发电制动转矩、矩起的磁阻转矩和单轴转由转子磁路不对称而引等一系列的因素共同作用下而引起的,所以在这个过程中转速是振荡着上升的。在起动 过程中,质的转矩,只有异步转矩是驱动性电动机就是以这转矩来得以加 速的,其他的转矩大部分以制动性质为主。在电动机的速度由零增加到接近定子的磁场旋转转速时,在永磁体脉振转矩的影响下永磁同步电机的转速有可能会超过同步转速,而出现转速的超调现象。但经过一段时间的转速振荡后,最终在同步转矩的作用下而被牵入同步。 1.2永磁同步电机的结构 永磁同步电机主要是由转子、端盖、及定子等各部件组成的。一般来说,永磁同步电机的最大的特点是它的定子结构与普通的感应电机的结构非常非常的相似,主要是区别于转子的独特的结构与其它电机形成了差别。和常用的异步电机的最大不同则是转子的独特的结构,在转子上放有高质量的永磁体磁极。由于在转子上安放永磁体的位置有很多选择,所以永磁同步电机通常会被分为三大类:内嵌式、面贴式以及插入式,如图1.1所示。永磁同步电机的运行性能是最受关注的,影响其性能的因素有很多,但是最主要的则是永磁同步电机的结构。就面贴式、插入式和嵌入式而言,各种结构都各有其各自的优点。

永磁直流电机性能参数

ZYT直流永磁电机 概述 ZYT直流永磁电机采用铁氧体永磁磁铁作为激磁,系封闭自冷式。作为小功率直流马达可以用在各种驱动装置中做驱动元件。 产品说明 (1)产品特点:直流电动机的调速范围宽广,调速特性平滑;直流电动机过载能力较强,热动与制动转矩较大;由于存在换向器,其制造复杂,价格较高。 (2)使用条件:海拔≤4000m;环境温度:-25℃—+40℃;相对湿度≤90%(+25℃时);允许温升,不超过75K。 型号说明 90ZYT08/H1 1、90位置表示机座号。用55、70、90、110与130表示。其相应机座号外径为55mm、70mm、90mm、110mm与130mm。 2、ZYT表示直流永磁马达。 3、08位置表示铁芯长度。其中01-49为短铁芯,51-99为长铁芯与101-149为超长铁芯。 4、H1位置为派生结构。其代号用H1、H2、H3……。 安装形式 1、A1表示单轴伸底脚安装,AA1表示双轴伸底脚安装。 2、A3表示单轴伸法兰安装,AA3表示双轴伸法兰安装。 3、A5表示单轴伸机壳外圆安装,AA5表示双轴伸机壳外圆安装。 使用条件 1、海拔不超过4000米。 2、环境温度:-25度到40度。 3、相对温度:小于等于95度。 4、在海拔不超过1000米时,不超过75K、 技术参数 以下数值为参考使用,在实际生产时可以根据客户要求调整。 1、型号55ZYZT01-55ZYZ10:转矩55、7-63、7(毫牛米),速度3000-6000(r/min), 功率20-35(W), 电压24-110(V),电流1、5-3、2(A)与允许逆转速度差150-300(r/min)、

直流电机的基础知识第2部分

直流电机的基础知识(第2部分) ——晶闸管直流调速装置的电路原理分析与调试 (电子管)二极管的出现,使人们找到了控制电流方向的“钥匙”,(电子管)三极管的出现,使人们掌握了控制电流大小的奥妙,人类文明由此进入了电子时代的新纪元。做为“弱电”的电子元件,从来都希望并且也有能力在“强电领域”占有一席之地,晶闸管在工业控制领域得以广泛的应用,即是一个有力的证明。 电子器件的发展,经历了电子管、晶体管、(小、中、大规模)集成电路的三个阶段。其中电子管除在高频高压电路,得到极少数应用外,常规电路中已难见到它们的踪影。但晶体管电路的“阵地”随集成电路的“强势出击”虽有所缩小,但并示全盘“退却”,像上文所述的滑差电机调速盒,仍以由晶体管分立元件构成的电路为主流。 正在应用中的直流电机调速器,仍有部分由晶体管分立元件构成的整机电路,分析其原理和给出检修指导,仍具有实际意义,并且为进一步掌握由集成电路(或单片机)构成的直流调速电路,也相当于一个基础和原理性的铺垫。 N 图1 单相晶闸管直流电机调速器(整机电路)

该电路用于小功率他励直流电机的调速与起停控制。 〔主电路〕由单相半控整流桥、滤波电抗器L0构成,桥式整流电路的左侧由两只晶闸管串联而成,右则的两只串联二极管(2CZ50A)与两只晶闸管呈并联关系,两只二极管身兼双职,即可作为整流元件,又并接于电枢绕组两端,提供电枢绕组的反电势通路,起到为电枢绕组的“续流作用”,因而该电路省去了并接于电枢电源两端的续流二极管。电抗器L0可抑制整流后脉动成分,改善电机的换向并降低电机损耗和温升,同时起到提高电网侧功率因数的作用,减弱晶闸管与二极管非线性整流造成的谐波影响。 〔励磁电路〕由桥式整流器组成,电机励磁线圈并串有电流继电器LJ,当励磁电流消失时,主电路晶闸管的触发信号同时消失,电枢绕组同时断电,避免了电机超速(或飞车)运行。他励和和复励直流电机的调速控制电路,都设有励磁电流检测回路,以实现“失磁”时的停机保护。 〔移相触发电路〕由DW0、DW1、DW2、晶体管BG1~BG5、脉冲变压器B2等元件组成。电阻R1、稳压器WG1对70V绕组整流电压进行削波处理成梯形波电压,做为触冲功放级BG5、BG3的供电和电网过零同步信号,控制BG5在电网电压过零时处于截止状态;该梯形波直流电压又经D1隔离、C4滤波成平滑和稳定直流电压,用作移相电路的前级信号处理电路——BG1放大器的供电,以提高电路工作的稳定性。 R16、WG3对另一70V绕组整流电压,削波生成梯形波直流电压,该电压作为同步采样信号,经DW0、DW1、DW2三只电位器调整后,经R7、BG1的发射结、射极电流负反馈电阻R6、DW3、DW4等元件形成了BG1的Ib回路(或称为基极偏压回路),形成了速度给定信号。DW0、DW2用于用于调速范围的设定,D2、D3、D4三只二极管,起到BG1的be结正反向电压的限幅保护作用,将BG1的最大Ic(即BG2的最大Ib)限制于1.4V(两二极管串联压降)-0.7V(BG1发射结电压)/24kΩ=0.029Ma,从而限制了BG2的最小等效导通Rce电阻,限制了单结晶体管BG3形成直通而停振。串入DW3、DW4、DW5支路的目的,是引入电流、电压反馈信号,形成速度闭环控制及电流保护作用(见下文所述)。 当DW2活动臂上行时→BG1的Ub(Ib)上升→BG2的Ib/Ic上升→BG1的Rce(等效导通电阻)变小→C1上充电电压到达BG3基极峰点电压的时刻提前→BG3的导通提前→(在触发脉冲作用下)两只主电路晶闸管的导通时刻提前→半控桥整流电压升高→直流电机转速升高。 移相信号形成电路的主体为单结晶体管BG3、R3(包括BG2导通时的等效Rce)C1的定时电路所组成的张驰振荡器。BG5为脉冲功率放大电路,将输入移相触冲进行功率放大后,驱动脉冲变压器B2。而BG1、BG2两级放大器,组成了可控的变阻电路(BG2的等效导通Rce电阻),使之对C1的充电是可控的(可以调节RC时间常数),进而控制了张驰振荡器第一个脉冲出现的时刻。

永磁同步电机基础知识电子版本

永磁同步电机基础知 识

(一) PMSM 的数学模型 交流电机是一个非线性、强耦合的多变量系统。永磁同步电机的三相绕组分布在定子上,永磁体安装在转子上。在永磁同步电机运行过程中,定子与转子始终处于相对运动状态,永磁体与绕组,绕组与绕组之间相互影响,电磁关系十分复杂,再加上磁路饱和等非线性因素,要建立永磁同步电机精确的数学模型是很困难的。为了简化永磁同步电机的数学模型,我们通常做如下假设: 1) 忽略电机的磁路饱和,认为磁路是线性的; 2) 不考虑涡流和磁滞损耗; 3) 当定子绕组加上三相对称正弦电流时,气隙中只产生正弦分布的磁势, 忽略气隙中的高次谐波; 4) 驱动开关管和续流二极管为理想元件; 5) 忽略齿槽、换向过程和电枢反应等影响。 永磁同步电机的数学模型由电压方程、磁链方程、转矩方程和机械运动方程组成,在两相旋转坐标系下的数学模型如下: (l)电机在两相旋转坐标系中的电压方程如下式所示: d d s d d c q q q s q q c d di u R i L dt di u R i L dt ωψωψ?=+-????=++?? 其中,Rs 为定子电阻;ud 、uq 分别为d 、q 轴上的两相电压;id 、iq 分别为d 、q 轴上对应的两相电流;Ld 、Lq 分别为直轴电感和交轴电感;ωc 为电角速度;ψd 、ψq 分别为直轴磁链和交轴磁链。

若要获得三相静止坐标系下的电压方程,则需做两相同步旋转坐标系到三相静止坐标系的变换,如下式所示。 cos sin 22 cos()sin() 33 22 cos()sin() 33 a d b q c u u u u u θθ θπθπ θπθπ ?? ? - ??? ?? ?? =--- ? ?? ?? ?? ?? ? +-+ ?? (2)d/q轴磁链方程: d d d f q q q L i L i ψψ ψ =+ ?? ? = ?? 其中,ψf为永磁体产生的磁链,为常数,0 f r e ω ψ=,而c r p ω ω=是机械角速度,p为同步电机的极对数,ωc为电角速度,e0为空载反电动势,其值为每项 倍。 (3)转矩方程: 3 2 e d q q d T p i i ψψ ?? =- ?? 把它带入上式可得: 3 () 2 33 () 22 e f q d q d q f q d q d q T p i L L i i p i p L L i i ψ ψ ?? =+- ?? =+- 对于上式,前一项是定子电流和永磁体产生的转矩,称为永磁转矩;后一项是转 子突极效应引起的转矩,称为磁阻转矩,若Ld=Lq,则不存在磁阻转矩,此时,转矩方程为:

直流电机基本知识与控制方法

专业资料 电机简要学习手册 2015-2-3

一、直流电机原理与控制方法 1直流电机简介 直流电机(DM)是指能将直流电能转换成机械能(直流电动机)或将机械能转换成直流电能 (直流发电机)的旋转电机。 它是能实现直流电能和机械 能互相转换的电机。当它作电 动机运行时是直流电动机,将 电能转换为机械能;作发电机 运行时是直流发电机,将机械能转换为电能。 直流电机由转子(电枢)、定子(励磁绕组或者永磁体)、换向器、电刷等部分构成,以其良好的调速性能以至于在矢量控制出现以前基本占据了电机控制领域的整座江山。但随着交流电机控制技术的发展,直流电机的弊端也逐渐显现,在很多领域都逐渐被交流电机所取代。但如今直流电机仍然占据着不可忽视的地位,广泛用于对调速要求较高的生产机械上,如轧钢机、电力牵引、挖掘机械、纺织机械,龙门刨床等等,所以对直流电机的了解和研究仍然意义重大。

2 直流电动机基本结构与工作原理 2.1 直流电机结构 如下图,是直流电机结构图,电枢绕组通过换向器流过直流电流与定子绕组磁场发生作用,产生转矩。定子按照励磁可分为直励,他励,复励。电枢产生的磁场会叠加在定子磁场上使得气隙主磁通产生一个偏角,称为电枢反应,通常加补偿绕组使磁通畸变得以修正。 2.2 直流电机工作原理 如图所示给两个电刷加上直流电源,如上图(a)所示,则有直流电流从电刷A 流入,经过线圈abcd,从电刷B 流出,根据电磁力定律,载流导体ab和 cd收到电磁力的作用, 其方向可由左手定则判 定,两段导体受到的力 形成了一个转矩,使得 转子逆时针转动。如果

转子转到如上图(b)所示的位置,电刷A 和换向片2接触,电刷B 和换向片1接触,直流电流从电刷A 流入,在线圈中的流动方向是dcba,从电刷B 流出。 此时载流导体ab和cd受到电磁力的作用方向同样可由左手定则判定,它们产生的转矩仍然使得转子逆时针转动。这就是直流电动机的工作原理。外加的电源是直流的,但由于电刷和换向片的作用,在线圈中流过的电流是交流的,其产生的转矩的方向却是不变的。 发电机的原理则是电机的逆过程:原动机提供转矩,利用法拉第电磁感应产生直流电流。 如下图,比较清晰的说明了直流电动机的原理。 3直流电机重要特性 如下图,更加清晰的揭示了直流电机电流电压与转速转矩之间的关系。 我们可以得到直流电机的四个基本方程:

永磁同步电机基础知识

(一) (二)莂 P M S M 的 数 学 模 型 蚁 交流电机是一个非线性、强耦合的多变量系统。永磁同步电机的三相绕组分 布在定子上,永磁体安装在转子上。在永磁同步电机运行过程中,定子与转子始 终处于相对运动状态,永磁体与绕组,绕组与绕组之间相互影响,电磁关系十分 复杂,再加上磁路饱和等非线性因素,要建立永磁同步电机精确的数学模型是很 困难的。为了简化永磁同步电机的数学模型,我们通常做如下假设: 1) 2) 螆 忽略电机的磁路饱和,认为磁路是线性的; 3) 3) 蚆 不考虑涡流和磁滞损耗; 5) 4) 蒂 当定子绕组加上三相对称正弦电流时,气隙中只产生正弦分布的磁势, 忽略气隙中的高次谐波; 7) 5) 螇 驱动开关管和续流二极管为理想元件; 9) 6) 蒈 忽略齿槽、换向过程和电枢反应等影响。 蒄 永磁同步电机的数学模型由电压方程、磁链方程、转矩方程和机械运动方程 组成,在两相旋转坐标系下的数学模型如下: 薂 (I)电机在两相旋转坐标系中的电压方程如下式所示 : 羆 其中,Rs 为定子电阻;ud 、uq 分别为d 、q 轴上的两相电压;id 、iq 分别为d 、 q 轴上对应的两相电流;Ld 、Lq 分别为直轴电感和交轴电感;3 c 为电角速度; 书d 、书q 分别为直轴磁链和交轴磁链。 膃若要获得三相静止坐标系下的电压方程,则需做两相同步旋转坐标系到三相 静止坐标系的变换,如下式所示 u d R s i d L d dt U q 二 R s i q L q di q dt + co 屮 c

U b II Wc丿 蕿(I)d/q轴磁链方程: CO Sr I cos(— —) 3 I + — n: 3 cos(r I -sin(——) 3 -sin(丁,_ 二) 3 U d U q丿 L d i d L q i q 为常数,宇f =6 . Y,而「= 度,p为同步电机的极对数,3 c为电角速度,e0为空载反电动势,其值为每项绕组反电动势的倍。 芆其中,书f为永磁体产生的磁链, 是机械角速螁(3)转矩方程: 羀T e 肆把它带入上式可 得: f i q (L d -L q)i d i q 3 p f i q |P(L d -L q)i d i q 螁对于上式,前一项是定子电流和永磁体产生的转矩,称为永磁转矩;后一项是 转 莁子突极效应引起的转矩,称为磁阻转矩,若 转矩方程为: Ld=Lq,则不存在磁阻转矩,此时, T^l P f i q 二 k t i q 2

直流电机的基本常识

直流电机的基本常识 第一章直流电机的基本常识 直流电机是电能和机械能相互转换的旋转电机之一。将机械能转换为直流电能的是直流发电机;将直流电能转换为机械能的是直流电动机。与交流电机相比较,直流电机结构复杂、运行维护困难、成本高。但直流电机具有宽广的的调速范围,较强的过载能力和较大的起动转矩等突出优点,仍广泛应用于对起动和调速要求较高的生产机械中,如电力机车、内燃机车、工矿机车、城市电车、电梯、轧钢机等的拖动电机。由于电力电子技术的迅猛发展,作为直流电源的直流发电机已逐步被晶闸管整流装置所替代。本设计主要介绍电力机车上的大功率直流电机。 第一章第一节直流电机的基本结构直流电机由静止的定子和旋转的转子两大部分组成,在定子和转子之间有一定大小的间隙(称气隙)。 1.定子直流电机定子的作用是产生磁场和作为电动机的机械支撑。主要由机座、主磁极、换向极和电刷装置等组成。(1)机座兼起机械和导磁磁路两个作用。它既用来作为安装电机所有零件的外壳,又是联系各磁极的导磁铁。机座通常为铸钢件,也有采用钢板焊接而成的。对于换向要求较高的电机,也可采用叠片结构的机座。 (2)主磁极主磁极由铁芯和主极线圈两部分组成。主磁极铁芯一般用1~1.5mm厚的薄钢板冲片叠压后再用铆钉铆紧成一个整体。(3)换向极换向极又称附加极,它装在两个主极之间,用来改善直流电机的换向。换向极由换向极铁芯和换向极线圈构成。换向极铁芯大多用

整块钢加工而成。但在整流电源供电的功率较大的电机中,为了更好的改善电机换向,换向极铁芯也采用叠片结构。换向极线圈与主极线圈一样也是用圆铜线或扁铜线绕制而成,经绝缘处理后套在换向极铁芯上,最后用螺钉将换向极固定在机座内壁。(4)电刷装置电刷的作用是通过电刷与换向器表面的滑动接触,把转动的电枢绕组与外电路相连。电刷装置一般由电刷、刷握、刷杆、刷杆座等部分组成。电刷一般用石墨粉压制而成。 2.转子转子又称电枢,主要由转轴、电枢铁芯、电枢绕组和换向器等组成。(1)转轴转轴的作用是用来传递转矩,一般用合金钢锻压而成。(2)电枢铁芯电枢铁芯是电机磁路的一部分,也是承受电磁力作用的部件。当电枢在磁场中旋转时,在电枢铁芯中将产生涡流和磁滞损耗,为了减少这些损耗的影响,电枢铁芯通常用0.5mm厚的电工钢片叠压而成,电枢铁芯固定在转子支架或转轴上。(3)电枢绕组电枢绕组的作用是产生感应电动势和通过电流产生电磁转矩,实现电能量转换。它是直流电机的主要部分。(4)换向器换向器的作用是机械整流,即在直流电动机中它将外加的直流电流逆变成绕组内的交流电;在直流发电机中它将绕组内的交流电动势整流成电刷两端的直流电动势 第二节直流电机的基本工作原理直流电机是直流发电机和直流电动机的总称。直流电机具有可逆性,既可作直流发电机使用,也可作直流电动机使用,将机械能转换成直流电能输出;作直流电动机使用时,则将直流电能转换成机械能输出。

搞永磁电机必须知道的知识点

搞永磁电机必须知道的知识点 搞永磁电机必须知道的知识点。朋友聚会谈起新能源汽车,话题自然导向汽车动力核心——永磁电机。有位哥们出于好奇,提议Ms.参给哥们说说永磁电机特点?Ms.参以结构极其紧凑的新能源汽车电机为例解说永磁电机无可替代的独特优势,强调永磁电机并不仅仅永磁同步电机一种,有直流永磁、无刷直流永磁和永磁同步电机三种基本类型。 直流永磁电机 直流永磁电机是将直流电励磁电机或常规意义上的直流电机的励磁绕组和磁极去掉,换成永磁体,其余如电枢、电刷和换向器等主体结构不变。如绝大多数玩具电机、电动剃须刀等,均采用了微型直流永磁电机作为驱动电机,结构十分简单,定子为铁壳内表面黏贴瓦型磁钢,转子为“换向器+电枢”,碳刷、刷架和及接线系统集成在壳体上。与电励磁直流电机相比,直流永磁电机励磁磁场不可调,只能通过调节电枢电压调速。

无刷直流永磁电机 直流永磁电机虽然省却了电励磁系统,由于用“电刷/换向器”机械接触机构,换向火花、电磁干扰、寿命短和可靠性等问题仍然存在,极大限制了其使用范围。 随着微电子器件和电力电子器件方面的进步和发展,电子换向替代机械换向的技术日益成熟,无刷直流永磁电机迅猛发展起来。如日常生活中几乎随处可见的电动摩托车、电动自行车,全部采用了外转子无刷直流永磁电机。 无刷直流永磁电动机和有刷直流电动机 如前所述,无刷直流永磁电动机是在有刷直流电动机的基础上发展起来的,二者运行机理相同,但性能方面存在一定差异。 运行机理上,施加在电动机上的电压都是恒定不变的直流电压,输入电动机的电流都是直流电流,作用在电枢线圈(又称元件)上的电压极性和通过电枢线圈的电流方向都是交变的,电枢线圈内的感应电动势的波形基本上是相似的,方向都是交变的。因此,无刷直流永磁电动机可以直接沿用有刷直流电动机的设计思路和设计方法,只是某些具体的计算公式略有不同而已。 运行性能方面,有刷直流电动机电枢绕组的元件数和换向器的换向片数多于无刷直流电动机电枢绕组的相数,运行过程中有较大的差别:有刷直流电动机的磁极磁场与电枢磁场始终处于正交状态,而无刷直流电动机的磁极磁场与电枢磁场在某一角度范围内变动,正交状态仅只是其中的一个瞬时位置。因此,在其他条件相同的情况下,在运行过程中,无刷直流电动机的力矩脉动要大于有刷直流电动机的力矩脉动,无刷直流电动机的电磁力矩要小于有刷直流电动机的电磁力矩。 永磁同步电机

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