永磁同步電機的基礎知識簡述
2022-10-10
永磁同步電機用永磁體提供勵磁，使電機結(jié)構(gòu)更加簡單，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，提高了電機運行的可靠性。由于沒有勵磁電流和勵磁損耗，提高了電機的效率和功率密度。
永磁同步電機主要由定子、轉(zhuǎn)子和端蓋等組成。定子由疊片組成，以減少電機運行時產(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)永磁體在電機轉(zhuǎn)子上的位置，永磁同步電機可分為凸出式和內(nèi)置式兩種。凸形轉(zhuǎn)子的磁路結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，但不能實現(xiàn)異步起動，因為起動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行啟動和阻尼，具有良好的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能。由于內(nèi)置轉(zhuǎn)子磁路不對稱，運行中會產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩，有助于提高電機本身的功率密度和過載能力，而且這種結(jié)構(gòu)更容易實現(xiàn)弱磁擴速。
永磁同步電機由兩個關鍵部件組成，即多極永磁轉(zhuǎn)子和帶有適當設計繞組的定子。在運行期間，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。這里討論的永磁同步電機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。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厚度的磁體和高性能磁性材料，可以使氣隙非常大，而不會有明顯的性能損失，使得定子繞組在氣隙中占有一定的空間，從而大大簡化了永磁同步電機的制造。
永磁同步電機可以將電機整體安裝在輪軸上，形成整體直驅(qū)系統(tǒng)，即一個輪軸為一個驅(qū)動單元，省去了一個變速箱。永磁同步電機的優(yōu)勢：永磁同步電機功率效率高，功率因數(shù)高；永磁電機發(fā)熱小，因此電機冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、噪音低；系統(tǒng)采用全封閉結(jié)構(gòu)，無傳動齒輪磨損、無傳動齒輪噪音、無需潤滑油、無需維護；永磁電機允許的過載電流大，可靠性明顯提高；整個傳動系統(tǒng)重量輕，簧下重量比傳統(tǒng)軸傳動輕，單位重量功率大。
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