如今,许多设备仍由交流感应电机驱动。然而,随着工程师和设备操作员越来越多地选择永磁电机,这一趋势正在发生变化,这主要是因为永磁电机体积更小、效率更高。风扇、鼓风机和泵等应用尤其适合永磁驱动系统的优势。
A 永磁同步电动机 永磁同步电机是一种采用永磁体励磁的交流同步电机,具有高效、无刷、快速、安全、动态性能好等优点,被广泛应用于各个领域。
永磁同步电机(PMSM)是一种以永磁体作为电感器的同步电机,在工业应用中,永磁同步电机是一种重要的产品。
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什么是永磁同步电机?
永磁同步电机 (PMSM) 是一种无刷电机,因其可靠性和效率而备受推崇。 它具有永磁转子,具有高扭矩、紧凑尺寸和无需转子电流等优点。 转子不使用绕组,而是利用永磁体来产生旋转磁场。 这种设计使电机变得简单且经济高效,因为它不需要直流电源。 PMSM 作为交流同步电机运行,由永磁体提供磁场激励,产生正弦反向电动势波形。 这使得 PMSM 即使在零速时也能产生扭矩。 然而,为了高效运行,这些电机需要数控逆变器。
建筑业
与所有旋转电机一样,永磁同步电机由转子和定子组成。 永磁同步电机的整体结构与标准同步电机非常相似,主要区别在于转子的设计。 在这种类型的电机中,转子没有磁场绕组,而是安装了永磁体。
这些永磁体用于在电机内产生磁极。 通常,此类电机中使用的永磁体由钐钴和钕铁硼等材料制成,因为它们具有高磁导率。 在这些选择中,钕铁硼由于其成本效益和广泛可用性而成为最常用的永磁体。
永磁同步电机的工作原理与同步电机类似。 其工作原理基于定子的旋转磁场和转子的恒定磁场之间的相互作用。 它依靠旋转磁场以同步速度产生电势。
当用三相电源给定子绕组通电时,气隙内就会出现旋转磁场。 当转子磁极与恒定速度的旋转磁场同步锁定时,该磁场会产生扭矩,从而导致转子连续旋转。 鉴于这些电机不具备自行启动的能力,因此提供变频电源对于启动操作至关重要。
产品优势
-无火花,爆炸性环境中更安全
-干净、快速、高效
-比 ACIM 更紧凑、更高效、更轻便
-设计高性能伺服应用程序
- 带或不带位置编码器均可操作
-低噪音和EMI
- 平稳的低速和高速性能
-与磁场定向控制 (FOC) 相结合,实现最佳扭矩产生
类型
1. PMSM电机根据转子设计进行分类:
转子由永磁体组成。永磁体由高矫顽力材料制成。根据转子设计,同步电机可分为:
带磁极转子的电机;
无磁极转子的电机。
它们还可以分为:
内置永磁同步电机
在这种结构中,永磁体嵌入转子中,如下图所示。它适用于高速应用,并且坚固耐用。磁阻转矩是由于电机的突出性造成的。
表面永磁同步电机。
在这种配置中,磁铁安装在转子表面。它适用于高速应用,但不够坚固。气隙均匀,因为永磁体的磁导率和气隙相同。无磁阻转矩和高动态性能使其适用于机器人和工具驱动器等高速设备。
基于定子设计的 PMSM 电机分类
定子由外框和带有绕组的铁芯组成。 最常见的设计是两相和三相绕组。
根据定子设计,永磁同步电机可以:
分布式绕组;
C集中绕组.
永磁同步电机控制
由于永磁同步电机必须采用正弦波驱动,因此控制的复杂性增加。 永磁同步电机需要变频驱动器或伺服驱动器等控制系统。
控制系统涵盖多种控制技术,最合适的控制方法的选择很大程度上取决于电动驱动器的具体要求。 对于更简单的任务,通常采用带有霍尔传感器的梯形控制,而为了优化电动驱动器的性能,通常首选磁场定向控制。
在大多数情况下,PMSM 需要变频驱动器才能启动。 然而,某些 PMSM 在转子中配备了鼠笼式启动器,称为线路启动器或自启动器。 由于不存在滑差,这些配置经常被用作感应电机的高效替代品。 然而,确保达到同步速度并且系统能够承受启动过程中的扭矩脉动至关重要。
同步电机有永磁体吗?
在永磁同步电机 (PMSM) 中,放置在钢转子中的永磁体提供连续磁场。 旋转磁场由与交流电源耦合的定子中的绕组产生(与异步电机相同)。
永磁同步电机的优点
永磁同步电机的优点包括:
-高速和低速下的动态性能
-高功率密度
-转子惯量低,易于控制
- 电机换向期间无扭矩脉动
-高且平稳的扭矩
- 高速时效率高
-耐磨损
- 提供不同包装的小尺寸
- 易于维护和安装
-即使在低速下也能保持满扭矩
-高可靠性
-高效散热
-低噪音水平
应用
-永磁同步电机的应用包括:
-交流压缩机
-汽车电动助力转向系统
-机械工具
-大型电力系统改善超前和滞后功率因数
近年, 永磁同步电机 随着固态电子技术、处理器技术、智能计算技术的发展,永磁同步电机(PMSM)在高性能驱动装置中的应用越来越广泛,其优点是结构简单、体积小、效率高、功率因数高。
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