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永磁同步電機的種類和基本結構及其控制策略綜述

2474220 2017-10-31 | rar | 0.2 MB | 次下載 | 免費

資料介紹

　　近年來隨著新材料技術的發展，特別是稀土永磁材料，磁性復合材料的出現，加之我國擁有世界上最大的高能量密度永磁材料（釹—鐵—硼）的儲量，使得永磁電機活躍在各個工業生產中。永磁同步電機（PMSM）是近幾年發展起來的一種新型的電機，具有轉子轉動慣量小、效率高、功率密度大、可靠性高的優點，因此十分適合應用于高性能伺服系統中，例如在數控機床等場合，永磁同步電動機正在逐步取代直流電機和感應電機。同時由于永磁同步電機無需激磁繞組，明顯地減小了體積，減輕了重量，降低了損耗，避免了電機發熱，從而提高了效率和功率因數，具有明顯的節能效果。

　　尤其在現代的PMSM 運動控制系統中，它比異步電動機更便于實現磁場定向控制，可以獲得與直流電動機一樣優良的轉矩控制特性，使控制系統具有十分優良的動、靜態特性。

　　1 永磁同步電機的種類和基本結構

　　就轉子結構看，永磁同步電機分凸裝式、嵌入式和內埋式三種基本形式，如圖1 所示，前兩種又統稱為外裝式結構。凸裝式直軸磁阻與交軸磁阻相等，因此交、直軸電感相等，即Ld=Lq，表現為隱極性質；另外兩種結構，直軸磁阻大于交軸磁阻，因此Ld《Lq，表現為凸極電機的性質。值得注意的是，通過改變除凸裝式以外結構的永磁體磁化方向長度、極弧系數等結構尺寸，可以得到較大的直交軸電感比，從而提高電動機的轉矩輸出及弱磁擴速能力。

　　永磁同步電機的種類和基本結構及其控制策略綜述

　　凸裝式結構簡單便宜，應用較多。這種結構中電機轉子直徑變得較小，從而導致電機的小慣量，故適用于伺服系統。然而在PMSM中小電感不總是有利，因為小電感將導致弱磁控制。在弱磁控制期間雖然電壓已經達到逆變器所能提供的最大值，但速度依然需要不斷上升。弱磁控制是通過增加反相直軸定子電流分量實現的，若電感很小，就只能通過很大的去磁電流和低負載實現弱磁。