重庆大学：《电机学》课程教学资源（课件讲稿）永磁电机及其控制原理——永磁同步电机

永磁电机及其控制原理 第四讲永磁同步电机

永磁电机及其控制原理 第四讲永磁同步电机

第四讲永磁同步电机 1.概述 永磁同步电机与传统电励磁同步电机特性类似 只是永磁体取代其转子上的励磁系统 使电动机结构较为简单，降低了加工和装配费用，且省去了 容易出问题的集电环和电刷，提高了电动机运行的可靠性； 又围无需励磁电流，省去了励磁损耗，提高了电动机的效率 和功率密度。 因而它是近年来研究得较多并在各个领域中得到越来越广泛 应用的一种电动机。 结构简单、 体积小、重量轻、效率高、 功率因数高

第四讲永磁同步电机 z 1.概述 – 永磁同步电机与传统电励磁同步电机特性类似 – 只是永磁体取代其转子上的励磁系统 – 使电动机结构较为简单，降低了加工和装配费用，且省去了 容易出问题的集电环和电刷，提高了电动机运行的可靠性； 又围无需励磁电流，省去了励磁损耗，提高了电动机的效率 和功率密度。 – 因而它是近年来研究得较多并在各个领域中得到越来越广泛 应用的一种电动机。 – 结构简单、体积小、重量轻、效率高、 功率因数高

第四讲永磁同步电机 1.概述 A.稀土永磁同步电机与电磁式同步电机的比较： (1)稀土永磁同步电机无需电流励磁，不设电刷和滑环，因此 结构简单，使用方便，可靠性高。 (2)转子上无励磁损耗，无电刷和滑环之间的摩擦损耗和接触 电损耗。因此效率比电磁式同步电机要高，并且其功率因数 可设计在1附近。 (③)稀土永磁同步电机转子结构多样，结构灵活，不同转子结 构往往带来自身性能上的特点，因而稀土永磁同步电机可根 据使用需要选择不同的转子结构形式。 (4)稀土永磁同步电机在一定功率范围内，比电磁式同步电机 具有更小的体积和重量

z 1.概述 A .稀土永磁同步电机与电磁式同步电机的比较: – (1)稀土永磁同步电机无需电流励磁，不设电刷和滑环，因此 结构简单，使用方便，可靠性高。 – (2)转子上无励磁损耗，无电刷和滑环之间的摩擦损耗和接触 电损耗。因此效率比电磁式同步电机要高，并且其功率因数 可设计在1附近。 – (3)稀土永磁同步电机转子结构多样，结构灵活，不同转子结 构往往带来自身性能上的特点，因而稀土永磁同步电机可根 据使用需要选择不同的转子结构形式。 – (4)稀土永磁同步电机在一定功率范围内，比电磁式同步电机 具有更小的体积和重量。 第四讲永磁同步电机

第四讲永磁同步电机 1.概述 B.稀土永磁同步电机与鼠笼异步电机比较： 1.高效节能 -无滑差，转子上无基波铁铜损耗； 转子永磁体励磁，功率因数可达1，节约了无功功率，另一方 面也使定子电流下降，定子铜损减少，效率提高； 极弧系数一般大于异步电机的极弧系数，当电源电压和定子 结构一定时，其平均磁密较异步电机小，铁损耗小； 稀土永磁同步电机的杂散损耗，一般认为由于其永磁体磁场 的非正弦性增加了杂散损耗，但另一方面，稀土水磁同步电 动机较大的气隙降低了杂散损耗

z 1.概述 B .稀土永磁同步电机与鼠笼异步电机比较: 1．高效节能 – 无滑差，转子上无基波铁铜损耗； – 转子永磁体励磁，功率因数可达1，节约了无功功率，另一方 面也使定子电流下降，定子铜损减少，效率提高； – 极弧系数一般大于异步电机的极弧系数，当电源电压和定子 结构一定时，其平均磁密较异步电机小，铁损耗小； – 稀土永磁同步电机的杂散损耗，一般认为由于其永磁体磁场 的非正弦性增加了杂散损耗，但另一方面，稀土水磁同步电 动机较大的气隙降低了杂散损耗。 第四讲永磁同步电机

DL= X aABs 第四讲永磁同步电机 1.概述 B.稀土永磁同步电机与鼠笼异步电机比较： 2.体积小、重量轻、功率密度高 从电磁负荷角度分析：其计算极弧系数较异步电机 大，在电负荷A和气隙磁密B相同的条件下体积、 重量减小。 从热负荷角度分析，由于其效率高，发热少，A、 B可适当提高，使电机有效体积减小。 由于稀土水磁同步电动机体积小、重量轻、功率密 度高，使其十分适应航空航天等军工领域的应用

z 1.概述 B .稀土永磁同步电机与鼠笼异步电机比较: 2．体积小、重量轻、功率密度高 – 从电磁负荷角度分析：其计算极弧系数较异步电机 大，在电负荷A和气隙磁密B相同的条件下体积、 重量减小。 – 从热负荷角度分析，由于其效率高，发热少，A、 B可适当提高，使电机有效体积减小。 – 由于稀土水磁同步电动机体积小、重量轻、功率密 度高，使其十分适应航空航天等军工领域的应用。 第四讲永磁同步电机

第四讲永磁同步电机 。1.概述 B.稀土永磁同步电机与鼠笼异步电机比较： 3.调速性能优 转速与频率严格成正比这一特点非常适合于转速恒 定和精确同步的驱动系统中。 4.不足 -一稀土永磁同步电动机与异步电机相比，结构复杂、 成本高、起动困难。 -单相稀土永磁同步电动机的发展目前还不很成熟

z 1.概述 B .稀土永磁同步电机与鼠笼异步电机比较: 3．调速性能优 – 转速与频率严格成正比这一特点非常适合于转速恒 定和精确同步的驱动系统中。 4. 不足 – 稀土永磁同步电动机与异步电机相比，结构复杂、 成本高、起动困难。 – 单相稀土永磁同步电动机的发展目前还不很成熟。 第四讲永磁同步电机

第四讲永磁同步电机 0 1.概述 C稀土永磁同步电机与永磁无刷直流电机比较： 是从两个不同类型电机的基础上永磁化后形成的 -1结构形式基本相同，绕组略有差异 - 2.转矩脉动大大减小，更适合高精度驱动系统 -3.控制方式（策略）更加复杂，控制器成更高 -4.需要任意转子角度的位置传感器，精度高 -5.功率密度略小 -6.一种更精密的电机

z 1.概述 C .稀土永磁同步电机与永磁无刷直流电机比较： 是从两个不同类型电机的基础上永磁化后形成的 – 1.结构形式基本相同，绕组略有差异 – 2.转矩脉动大大减小，更适合高精度驱动系统 – 3.控制方式（策略）更加复杂，控制器成更高 – 4.需要任意转子角度的位置传感器，精度高 – 5.功率密度略小 – 6. 一种更精密的电机 第四讲永磁同步电机

第四讲永磁同步电机 ·2.基本结构形式 之 &&8 88

z 2.基本结构形式 第四讲永磁同步电机

第四讲永磁同步电机 ·2基本结构形式 N d轴 a轴 d轴 9轴 9轴 q轴 N s N N N s S N N

z 2.基本结构形式 第四讲永磁同步电机

第四讲永磁同步电机 ·2基本结构形式 d轴 1d轴 d轴 、9轴 、9轴 9轴 N N N S N N S N N N

z 2.基本结构形式 第四讲永磁同步电机