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永磁同步電動機工作原理及圖解



記得之前有分享過關(guān)于永磁同步電機工作原理圖解的文章,其實永磁同步電機和永磁同步電動機都是永磁電機,只是名稱叫法不同吧。接下來是分享永磁同步電動機工作原理相關(guān)專業(yè)知識,你準(zhǔn)備好了嗎?

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。

永磁同步電動機工作原理及圖解

     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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