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同步电动机作事道理

来源:鸿运,鸿运游戏,鸿运电子游戏发布时间:2020/05/21点击数:

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  内容提要PMSM和BLDC电机的特点PMSM和BLDC电机的应用范围PMSM和BLDC电机的结构PMSM和BLDC电机的工作原理PMSM和BLDC电机的控制策略PMSM电机的FOC控制策略PMSM和BLDC电机的特点优点(1)功率密度大;(2)功率因数高(气隙磁场主要或全部由转子

  磁场提供);(3)效率高(不需要励磁,绕组损耗小);(4)结构紧凑、体积小、重量轻,维护简单;(5)内埋式交直轴电抗不同,产生结构转矩,弱磁性能好,表面贴装式弱磁性能较差。PMSM和BLDC电机的特点缺点(1)价格较高;(2)弱磁能力低;(3)起动困难,高速制动时电势高,给逆变器带来一定的风险;(4)他控式同步电机有失步和震荡的可能性。PMSM和BLDC电机的应用范围软、硬磁盘驱动器、录像机磁鼓(视频磁头)和磁带伺服系统体积小、容量小、控制精度高机床、机器人等数控系统快速性好、定位(速度和位置)精度高、起动转矩大、过载能力强PMSM和BLDC电机的应用范围交通运输电动自行车、电动汽车、混合动力车、城轨车辆、机车牵引家用电器冰箱、空调等(单位体积功率密度高、体积小)PMSM和BLDC电机的结构模拟结构图A⊕⊙YZ⊙brggB⊕br⊕C⊙XPMSM和BLDC电机的结构实物结构图转子磁铁定子绕组霍尔传感器PMSM和BLDC电机的结构定子定子绕组一般制成多相(三、四、五相

  同步电动机工作时,定子的三相绕组中通入三相对称电流,转子的励磁绕组通入直流电流。在定子三相对称绕组中通入三相交变电流时,将在气隙中产生e799bee5baa6e79fa5e98193e78988e69d2旋转磁场。在转子励磁绕组中通人直流电流时,将产生极性恒定的静止磁场。若转子磁场的磁极对数与定子磁场的磁极对数相等,转子磁场因受定子磁场磁拉力作用而随定子旋转磁场同步旋转,即转子以等同于旋转磁场的速度、方向旋转,这就是同步电动机的基本工作原理。

  作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的功率因数可以调节,在不要求调速的场合,应用大型同步电动机可以提高运行效率。小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。

  同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载,靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率,以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。

  同步发电机和其它类型的旋转电机一样,由固定的定子和可旋转的转子两大部分组成。一般分为转场式同步电机和转枢式同步电机。

  势或者感应电流的载体。折叠切割运动:原动机拖动转子旋转(给电机输入机械能),极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组(相当于绕组的导体反向切割励磁磁场)。折叠交变电势的产生:由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动,电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三 相 对称交变电势。通过引出线,即可提供交流电源。折叠交变性与对称性:由于旋转磁场极性相间,使得感应电势的

  ◆同步发电机和其它类型的旋转电机一样,由固定的定子和可旋转的转子两大部分组成。一般分为转场式同步电机和转枢式同步电机。

  ◆图15.1给出了最常用的转场式同步发电机的结构模型,其定子铁心的内圆均匀分布着定子槽,e799bee5baa6e79fa5e98193e78988e69d2槽内嵌放着按一定规律排列的三相对称交流绕组。这种同步电机的定子又称为电枢,定子铁心和绕组又称为电枢铁心和电枢绕组。

  ◆转子铁心上装有制成一定形状的成对磁极,磁极上绕有励磁绕组,通以直流电流时,将会在电机的气隙中形成极性相间的分布磁场,称为励磁磁场(也称主磁场、转子磁场)。

  ◆气隙处于电枢内圆和转子磁极之间,气隙层的厚度和形状对电机内部磁场的分布和同步电机的性能有重大影响。

  ◆ 除了转场式同步电机外,还有转枢式同步电机,其磁极安装于定子上,而交流绕组分布于转子表面的槽内,这种同步电机的转子充当了电枢。

  ◆主磁场的建立:励磁绕组通以直流励磁电流,建立极性相间的励磁磁场,即建立起主磁场。

  ◆ 载流导体:三相对称的电枢绕组充当功率绕组,成为感应电势或者感应电流的载体。

  ◆ 切割运动:原动机拖动转子旋转(给电机输入机械能),极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组(相当于绕组的导体反向切割励磁磁场)。

  ◆ 交变电势的产生:由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动,电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线,即可提供交流电源。

  ◆ 感应电势 有效值:由第11章可知,每相感应电势的有效值为 ◆ 感应电势 频率: 感应电势的频率决定于同步电机的转速n 和极对数p ,即

  ◆ 交变性与对称性:由于旋转磁场极性相间,使得感应电势的极性交变;由于电枢绕组的对称性,保证了感应电势的三相对称性。

  ◆同步转速 从供电品质考虑,由众多同步发电机并联构成的交流电网的频率应该是一个不变的值,这就要求发电机的频率应该和电网的频率一致。我国电网的频率为50Hz ,故有:

  ◆要使得发电机供给电网50Hz的工频电能,发电机的转速必须为某些固定值,这些固定值称为同步转速。例如2极电机的同步转速为3000r/min,4极电机的同步转速为1500r/min,依次类推。只有运行于同步转速,同步电机才能正常运行,这也是同步电机名称的由来。

  ◆同步电机的主要运行方式有三种,即作为发电机、电动机和补偿机运行。 作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式,作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的功率因数可以调节,在不要求调速的场合,应用大型同步电动机可以提高运行效率。近年来,小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。 同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载,靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功。