永磁同步電機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)簡(jiǎn)述
2022-10-10
永磁同步電機(jī)用永磁體提供勵(lì)磁，使電機(jī)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，降低了加工和裝配成本，省去了容易出問題的滑環(huán)和電刷，提高了電機(jī)運(yùn)行的可靠性。由于沒有勵(lì)磁電流和勵(lì)磁損耗，提高了電機(jī)的效率和功率密度。
永磁同步電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子和端蓋等組成。定子由疊片組成，以減少電機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的鐵損，并配有三相交流繞組，稱為電樞。轉(zhuǎn)子可以做成實(shí)心形式，也可以用疊片壓制，上面安裝永磁材料。根據(jù)永磁體在電機(jī)轉(zhuǎn)子上的位置，永磁同步電機(jī)可分為凸出式和內(nèi)置式兩種。凸形轉(zhuǎn)子的磁路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，但不能實(shí)現(xiàn)異步起動(dòng)，因?yàn)槠饎?dòng)繞組不能安裝在其表面。
內(nèi)置轉(zhuǎn)子的磁路結(jié)構(gòu)有三種不同類型：內(nèi)置轉(zhuǎn)子的磁路結(jié)構(gòu)有三種：徑向式、切向式、混合型。兩者的區(qū)別在于永磁體的磁化方向與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向的關(guān)系。由于永磁體放在轉(zhuǎn)子內(nèi)部，轉(zhuǎn)子表面可以做成極靴，極靴可以通過插入銅條或鑄鋁進(jìn)行啟動(dòng)和阻尼，具有良好的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。由于內(nèi)置轉(zhuǎn)子磁路不對(duì)稱，運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩，有助于提高電機(jī)本身的功率密度和過載能力，而且這種結(jié)構(gòu)更容易實(shí)現(xiàn)弱磁擴(kuò)速。
永磁同步電機(jī)由兩個(gè)關(guān)鍵部件組成，即多極永磁轉(zhuǎn)子和帶有適當(dāng)設(shè)計(jì)繞組的定子。在運(yùn)行期間，旋轉(zhuǎn)的多極永磁體轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙中形成時(shí)變磁通量。這種磁通在定子繞組終端產(chǎn)生交流電壓，從而形成發(fā)電的基礎(chǔ)。這里討論的永磁同步電機(jī)使用安裝在鐵磁芯上的環(huán)形永磁體，不考慮內(nèi)置永磁同步電機(jī)。由于將磁體嵌入電鍍鐵磁芯是非常困難的，通過在轉(zhuǎn)子和定子鐵芯中使用適當(dāng)厚度的磁體和高性能磁性材料，可以使氣隙非常大，而不會(huì)有明顯的性能損失，使得定子繞組在氣隙中占有一定的空間，從而大大簡(jiǎn)化了永磁同步電機(jī)的制造。
永磁同步電機(jī)可以將電機(jī)整體安裝在輪軸上，形成整體直驅(qū)系統(tǒng)，即一個(gè)輪軸為一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元，省去了一個(gè)變速箱。永磁同步電機(jī)的優(yōu)勢(shì)：永磁同步電機(jī)功率效率高，功率因數(shù)高；永磁電機(jī)發(fā)熱小，因此電機(jī)冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、噪音低；系統(tǒng)采用全封閉結(jié)構(gòu)，無傳動(dòng)齒輪磨損、無傳動(dòng)齒輪噪音、無需潤(rùn)滑油、無需維護(hù)；永磁電機(jī)允許的過載電流大，可靠性明顯提高；整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)重量輕，簧下重量比傳統(tǒng)軸傳動(dòng)輕，單位重量功率大。
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