对于市面上主流的永磁同步电机你了解多少?

- 2019-06-05-

       相信在提到电机的时候,大家会第一时间想到现在市面上很火的永磁同步电机,那到底该电机是怎么实现的呢,下面我们具体来谈谈。

       永磁同步电动机,简称PMSM。主要是由转子、端盖及定子等各部件组成。永磁同步电动机的定子结构与普通的感应电动机的结构非常相似,转子结构与异步电动机的最大不同是在转子上放有高质量的永磁体磁极,根据在转子上安放永磁体的位置的不同,永磁同步电动机通常被分为表面式转子结构和内置式转子结构。

       首先我们说一下永磁同步电机的优点:

       1.体积小重量轻,发热小,密封性强,免维护。

       2.效率高:因为它的励磁磁场转子磁场是由磁铁提供的,所以省去一部分励磁磁场所需的电能。

       3.调速范围大:由于他是永磁作为励磁磁场,因此调整电流与频率即可很大范围调整电机的功率和转速。

       接下来我们来说说永磁同步电机是基于什么原理来工作的。

       首先我们假设一组线圈通电,那么通电后可以看作是一个竖直的线圈通电,那么它将产生类似条形磁铁的磁场(当然中间是空的,磁场线是膨胀的而不是像条形磁铁一样紧束的)。因此,当线圈通电时候则就相当于定子上放了一根条形磁铁。而不断旋转的磁场中,放上一根条形磁铁,那么条形磁铁由于磁力矩的作用,就会跟着磁场发生转动。

       由于磁力的作用是瞬间的,因此在线圈发生变化时候,磁铁能够马上受力。这就引出了一个词语——“同步”。同步的意思就是磁场发生改变的瞬间能够马上产生跟随的趋势以及力量,所以这也是为什么称这种电机为同步电机。“同步”二字既是这样得来,因为他能够始终跟随着线圈的变化而变化,和线圈中的磁场变化是同步状态的。

       三组线圈依次通电形成了旋转的磁场,但是这个磁场并不平顺,因为线圈在切换通电过程中磁力会发生变化。同时如果定子只有一根磁铁,那受到的力很小以外,也因为磁极分布不均匀,只有对角线两个方向,同样使得受力是不平顺的波浪形。因此将更多根磁铁放在定子上组成定子磁组,这样就形成了一个SN极间隔的永磁转子。这个时候三组线圈都在不停地变化着通电的方向,使得定子产生三个不断变化的磁场,而处于磁场中的转子由于任意方向都有磁铁受力,因此这就使得转子稳定的旋转起来。

       现在再来说一下“永磁”的由来,刚才已经说了,转子是类似多根条形磁铁组装而成的一个SN极间隔的磁铁。线圈的磁场会因为断电而消失,但是转子却是磁性很强的磁铁组成,磁场并不会消失,因此他的磁场理论上可以长久存在,因此称之为——永磁(虽然随着时间的流逝磁场会逐渐消失,但是速度也是很慢的)。

       所以“永磁同步电机”说的就是转子火定子有一方是永磁材料制成的,同时能够跟随着磁场的变化而同步变化的电动机。

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