定子永磁同步電機的工作原理?

時間 2021-05-12 21:41:25

1樓:鑫鑽股份

永磁同步電機要建立主磁場,勵磁繞組通以直流勵磁電流,建立極性相間的勵磁磁場;然後採用三相對稱的電樞繞組充當功率繞組,成為感應電勢或者感應電流的載體;在原動機拖動轉子旋轉的情況下,極性相間的勵磁磁場隨軸一起旋轉並順次切割定子各相繞組,因此電樞繞組中將會感應出大小和方向按週期性變化的三相對稱交變電勢。通過引出線,即可提供交流電源。由於電樞繞組的對稱性,保證了感應電勢的三相對稱性。

2樓:只是學電的

有發電機就有電動機,電機有轉子就有定子,當然有轉子永磁同步電機也有定子永磁同步電機。

要談定子永磁同步電機的問題,不得不先提到轉子永磁同步電機。此二者在結構上的主要區別在於永磁體是裝在定子側還是裝在轉子側。

我們知道,在傳統的轉子永磁型電機中,永磁體是位於電機轉子側的,電機行業也根據永磁體位置的不同,可以把它分為4 種基本結構:1)表面貼裝式;2)內嵌式;3)徑向內嵌式;4)切向內嵌式。 眾所周知,相對於傳統的直流電機和非同步電機,轉子永磁型電機具有更高的率密度和效率。

但是,轉子永磁型電機通常需要對轉子採取特別加固措施以克服高速運轉時的離心力,如安裝由非金屬纖維材料或不鏽鋼製成的套筒等,這樣做的後果就是,不僅導致其結構更加複雜, 製造成本變高, 而且增大了其等效氣隙,降低了電機的效能。

同時,永磁體安放在轉子上,會使得散熱變得困難,從而引起的電機溫公升可能會導致永磁體發生不可逆退磁,限制了電機出力,使電機功率密度降低等。

為了克服上述轉子永磁型電機的缺點,近年出現了將永磁體安置於定子側的定子永磁型無刷電機。而定子永磁同步電機比較流行的有以下三種型別,上面 @天狼星的回答裡已經有了相關介紹,我就不再贅述了。

第一種雙凸極永磁電機(Doubly-Salient Permanent Magnet Motor, DSPM)

在 DSPM電機中,切向充磁的永磁體內嵌在電機定子軛部。如果從每相電樞空載感應電勢波形和電樞電流波形劃分(矩形波),該電機應屬於無刷直流(brushless DC,BLDC)電機的範疇。但我們可以通過對電機定轉子進行特殊設計來得到正弦感應電勢,比如說採用斜槽轉子的方式。

下面我們具體分析一下這種電機的執行原理。

1.轉矩產生機理

傳統的直流電機、感應電機以及同步電機,都屬於雙邊磁場電機,即勵磁磁場在一邊(定子或轉子),電樞磁場在另一邊(轉子或定子), 定轉子之間的相對運動使電樞繞組中的磁鏈發生交變,從而感應出電勢,當繞組中通入電流後,電流與電勢相互作用實現機電能量轉換。

而定子永磁型電機的勵磁源和電樞繞組都位於定子,它依靠定子直流勵磁源與轉子凸極的調製作用,使定子繞組中的磁鏈發生交變,從而產生感應電勢與電磁轉矩,實現機電能量轉換。

2. 它的永磁體和電樞繞組均位於定子,與轉子永磁型電機相比,可方便地對永磁體進行直接冷卻,從而控制其溫公升;電樞繞組多為集中式繞組,端部短,用銅少,電樞繞組的電阻小,銅耗低。

當然這種電機結構也並不是十分完美,仍然存在以下幾個問題:

1.定子外漏磁

2.

端部漏磁。

DSPM 電機和 FSPM 電機的永磁體從定子內徑處貫穿至外徑處,並直接與機殼相接,因此三維端

部效應較為顯著。

3.直流偏置磁場及其對鐵耗的影響。

由於永磁體位於電機定子,導致定子鐵心中存在直流偏置磁場 .

參考文獻:

[1] Chau K T , Chan C C , Liu C . Overview of permanent-magnet brushless drives for electric and hybrid electric vehicles[J]. IEEE Trans. on Industrial Electronics,

2008,55(6):2246-2257.

[2] Zhu Z Q,Howe D.Electrical machines and drives for electric,hybrid and fuel cell vehicles[J].Proceeding of IEEE,2007,95(4):746-765.

[3] 程明. 雙凸極變速永磁電機的執行原理及其靜態特性的線性分析[J].科技通報,1997,13(1):16-21

3樓:路小鹿

定子永磁型電機如樓上所說,根據永磁體在定子上的位置不同分為,DSPM(永磁體在定子軛部),FRPM(永磁體安裝在定子齒表面),FSPM(永磁體嵌在定子齒裡)三種不同型別 ,每種結構的原理因為永磁體的位置不同,具體原理會有所差別,但原理的共性都是:定子永磁型電機的勵磁源和電樞繞組都在定子上,依靠定子直流勵磁源與轉子凸極的調製作用,使定子繞組中的磁鏈發生交變,從而產生感應電勢與電磁轉矩,實現機電能量轉換。

4樓:Sirius

定子永磁同步電機比較流行的有以下三種型別:

雙凸極永磁電機(Doubly-Salient Permanent Magnet Motor, DSPM)

磁通反向電機(Flux Reversal Machine, FRM)

通切換型永磁電機(Flux-Switching Permanent Magnet Machine, FSPM)

這三種新型永磁無刷電機在結構上有很多共同點,比如定轉子鐵心都為雙凸極結構。皆採用集中繞組,永磁體都置於定子,轉子上既無永磁體又無繞組等。目前的研究成果表明這三種電機都具有高功率密度、高效率等優點。

雖然這三種電機因永磁體的安放位置而都屬於定子永磁型電機的範疇,但工作原理卻又有很大的不同,且優缺點並存。

不知道題主想問的是哪一種電機?原理在《微特電機》一書中都有介紹,如果想深入了解的話可以搜尋相關文獻,目前國內外都已經有比較多的研究成果。

參考文獻

花為. (2007). 新型磁通切換型永磁電機的分析、設計與控制. 東南大學

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