永磁同步电机参数有哪些(简述永磁同步电机的启动方法)

一、永磁同步电机的发展历史

1821年，法拉第发现带电导体可以绕永磁体旋转，首次成功地将电能转化为机械能，并建立了电机的实验室模型，被视为世界上第一台永磁电机。

1822年，吕萨克发明了电磁铁，即在铁芯上缠绕线圈产生磁场的方法。这是一项重要的发明，但当时并没有得到重视和应用。

1831年，法拉第发现电磁感应现象后不久，利用电磁感应原理发明了世界上第一台真正的电动机——法拉第盘式发电机。同年夏天，亨利做了一个简单的装置(振荡马达)。该装置的移动部分是在垂直方向上移动的电磁体。当末端的导线与两节电池交替连接时，电磁铁的极性自动变化，电磁铁与永磁体相互吸引或排斥，使电磁铁以每分钟75周的速度上下运动。亨利的电机第一次演示了由磁极相斥的吸引力引起的连续运动，这是电磁铁在电机中的第一次真正应用。

1832年，斯特金发明了换向器，改造了亨利的振荡电机，制成了世界上第一台能够连续运动的旋转电机。

1834年，德国的雅可比做了一个简单的装置：在两个U形电磁铁之间安装一个六边形的轮子，每个臂上装有两个条形磁铁。通电时，条形磁铁和U型磁铁相互吸引或排斥，带动车轴转动，压在船上的速度为2.2km/h，这是第一台实用电机。与此同时，美国达文波特也成功研制出驱动印刷机的电机。

1845年，英国的马通用电磁铁取代了永磁体，1857年发明了自励式电励磁发电机，开创了电励磁方式的新纪元。

20世纪中期，随着Al-Ni-Co和铁氧体永磁体的出现及其性能的不断提高，各种新型永磁电机出现并得到广泛应用。随着钕铁硼材料耐高温性能的提高和价格的降低，钕铁硼永磁电机在消防、工农业生产和日常生活中得到广泛应用，永磁电机的品种和应用领域不断扩大。

二。永磁同步电机的定义

转子为永磁体，转子转速与定子旋转磁场相同。

三。永磁同步电机的工作原理

在电机的定子绕组中引入三相电流，引入电流后，会在电机的定子绕组中形成旋转磁场。因为永磁体安装在转子上，所以永磁体的磁极是固定的。根据同性相吸异性相斥的原理，定子中产生的旋转磁场会带动转子旋转，最终转子的转速会与定子中产生的旋转磁极的转速相等。因此，永磁同步电机的起动过程可以看作异步起动阶段和牵入同步阶段。在异步启动的研究阶段，电机的速度从零开始逐渐增加。上诉的主要原因是由异步转矩、永磁制动转矩、转子磁路不对称引起的磁阻转矩、单轴转矩等一系列因素造成的。所以这个过程中速度是振荡上升的。在启动过程中，只有异步转矩是驱动转矩，电机就是靠这个转矩加速的。其他大部分扭矩主要是制动。当电机转速从零提高到靠近定子的磁场转速时，在永磁体脉冲转矩的影响下，永磁同步电机的转速可能会超过同步转速，造成转速的超调。但经过一段时间的转速振荡后，最终在同步转矩的作用下被拉入同步。

四。永磁同步电机的特性

最大的特点就是它的定子结构和普通感应电机非常相似，主要是它独特的结构，区别于转子，区别于其他电机。

动词（verb的缩写）结构

转子：转子可以做成实心形式，也可以叠片压制，转子上安装永磁材料。根据永磁材料在电机转子上的位置，永磁同步电机可分为凸出式和内置式两种。相应的原理图如图1所示。凸形转子的磁路结构简单，制造成本低，但不能实现异步起动，因为起动绕组不能安装在其表面。内置转子的磁路结构有径向、切向和混合三种。两者的区别在于永磁体的磁化方向和转子旋转方向的关系。图2显示了三种不同类型内置转子的磁路结构。由于永磁体放在转子内部，转子表面可以做成极靴，极靴可以通过插入铜条或铸铝进行启动和阻尼，具有良好的稳态和动态性能。由于内置转子磁路不对称，运行中会产生磁阻转矩，有助于提高电机本身的功率密度和过载能力。而且这种结构更容易实现弱磁扩速。

不及物动词永磁同步电动机的分类

1.根据励磁电流的供给方式分类

a)他励：从其他电源获得励磁电流的电机。

b)自励：从电机本身获得励磁电流的电机。

2.根据电源频率分类

永磁无刷电机包括永磁无刷DC电机(由方波逆变器供电)和永磁无刷交流电机(由正弦波逆变器供电)。

3.根据气隙磁场分布分类。

a)正弦波永磁同步电机：磁极由永磁材料制成，输入三相正弦波电流时，气隙磁场按正弦规律分布，简称永磁同步电机；

b)阶梯波永磁同步电机：磁极仍为永磁体，但输入方波电流时，气隙磁场呈阶梯波分布，性能更接近DC电机。由梯形波永磁同步电机组成的自控变频同步电机也称为无刷DC电机。

4.根据永磁体在转子上的位置进行分类。

a)表面型永磁同步电机：永磁体通常呈瓦形，位于转子铁芯的外表面。该电机的重要特点是直轴和横轴的主电感相等。

b)内置永磁同步电机：一经报道，位于转子内部，永磁体外表面和定子铁芯内部有铁磁材料制成的极靴，可以保护永磁体。这种电机的要点很简单，十字轴的主电感不相等。

七。永磁同步电机的控制模式

1.永磁同步电机恒压频比控制方法

2.永磁同步电机直接转矩控制技术。

3.永磁同步电机的矢量控制技术

八。永磁同步电机的优势

1.永磁同步电机具有高功率效率和高功率因数。

2.永磁同步电机发热小，因此电机冷却系统结构简单、体积小、噪音低。

3.系统采用全封闭结构，无传动齿轮磨损和噪音，无需润滑油和维护。

4.永磁同步电机允许大过载电流，可靠性显著提高。

5.整个传动系统重量轻，簧下重量比传统轴传动轻，单位重量功率高。

6.由于没有变速箱，转向架系统可以随意设计，电机的尺寸和形状灵活多样。

7.由于使用了永磁磁极，特别是稀土永磁体(如钕铁硼等。)，其磁能积高，可以获得高的气隙磁通密度。所以在容量相同的情况下，电机体积小，重量轻。

8.转子无铜损和铁损，无摩擦

当永磁材料嵌入转子时，正常运行时转子和定子的磁场同步运行，转子绕组没有感应电流、转子电阻和磁滞损耗，提高了电机的效率。

2)高功率因数

永磁电机转子中没有感应电流励磁，定子绕组呈现阻性负载。电机的功率因数接近1，降低了定子电流，提高了电机的效率。同时，功率因数的提高提高了电网的品质因数，降低了输变电线路损耗，减少了输变电容量，节约了电网投资。

3)启动转矩大

在需要较大起动转矩的设备(如油田抽油机电机)中，可以用较小容量的永磁电机代替较大容量的Y系列电机。如果用37 kW永磁同步电机替代45 kW ~ 55 kW Y系列电机，可以解决“大马拉大车”现象，节省设备投资成本，提高系统运行效率。

4)良好的力和能量指数。

Y系列电机工作在60%负载时，效率下降15%，功率因数下降30%，力能指数下降40%。然而，永磁同步电机(PMSM)的效率和功率因数下降很少。当电机只有20%的负载时，其力和能量指标仍超过满载的80%。

5)温升低

转子绕组没有电阻损耗，定子绕组几乎没有无功电流，所以电机的温升低。

6)体积小，重量轻，耗材少。

同容量永磁同步电机的体积、重量和材料可减少30%左右。

7)可以有间隙，便于形成新的磁路。

8)电枢反应小，抗过载能力强。

XI。永磁同步电机的应用(用途)

永磁电机可用于航空、国防、工农业生产、日常生活等领域。

工业配套：工业驱动装置，如纺织机械、减速机配套、水泵配套、风机配套、矿山设备、材料加工系统、自动化设备、机器人等。

交通运输：电动车、有轨电车、飞机辅助设备、船舶等。

航天：火箭、飞机、宇宙飞船、航天飞机等。

国防领域：坦克、导弹、潜艇、飞机等。

工业发电：风力发电、余热发电、水力发电、内燃发电机组的发电机和大型发电机的辅助励磁机等。

十二。永磁同步电机的发展趋势

永磁电机是许多高科技和高技术产业的基础。结合电力电子技术和微电子控制技术，可以生产出许多性能优异的新型机电一体化产品和设备，代表了21世纪电机的发展方向。