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永磁同步电机的种类和基本结构及其控制策略综述

2474220 2017-10-31 | rar | 0.2 MB | 次下载 | 免费

资料介绍

　　近年来随着新材料技术的发展，特别是稀土永磁材料，磁性复合材料的出现，加之我国拥有世界上最大的高能量密度永磁材料（钕—铁—硼）的储量，使得永磁电机活跃在各个工业生产中。永磁同步电机（PMSM）是近几年发展起来的一种新型的电机，具有转子转动惯量小、效率高、功率密度大、可靠性高的优点，因此十分适合应用于高性能伺服系统中，例如在数控机床等场合，永磁同步电动机正在逐步取代直流电机和感应电机。同时由于永磁同步电机无需激磁绕组，明显地减小了体积，减轻了重量，降低了损耗，避免了电机发热，从而提高了效率和功率因数，具有明显的节能效果。

　　尤其在现代的PMSM 运动控制系统中，它比异步电动机更便于实现磁场定向控制，可以获得与直流电动机一样优良的转矩控制特性，使控制系统具有十分优良的动、静态特性。

　　1 永磁同步电机的种类和基本结构

　　就转子结构看，永磁同步电机分凸装式、嵌入式和内埋式三种基本形式，如图1 所示，前两种又统称为外装式结构。凸装式直轴磁阻与交轴磁阻相等，因此交、直轴电感相等，即Ld=Lq，表现为隐极性质；另外两种结构，直轴磁阻大于交轴磁阻，因此Ld《Lq，表现为凸极电机的性质。值得注意的是，通过改变除凸装式以外结构的永磁体磁化方向长度、极弧系数等结构尺寸，可以得到较大的直交轴电感比，从而提高电动机的转矩输出及弱磁扩速能力。

　　永磁同步电机的种类和基本结构及其控制策略综述

　　凸装式结构简单便宜，应用较多。这种结构中电机转子直径变得较小，从而导致电机的小惯量，故适用于伺服系统。然而在PMSM中小电感不总是有利，因为小电感将导致弱磁控制。在弱磁控制期间虽然电压已经达到逆变器所能提供的最大值，但速度依然需要不断上升。弱磁控制是通过增加反相直轴定子电流分量实现的，若电感很小，就只能通过很大的去磁电流和低负载实现弱磁。