永磁同步電機(jī)工作原理

硬件型號：龍翔XTL100

系統(tǒng)版本：電機(jī)系統(tǒng)

當(dāng)三相電流通入永磁同步電機(jī)定子的三相對稱繞組中時，電流產(chǎn)生的磁動勢合成一個幅值大小不變的旋轉(zhuǎn)磁動勢。由于其幅值大小不變，這個旋轉(zhuǎn)磁動勢的軌跡便形成一個圓，稱為圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢。其大小正好為單相磁動勢最大幅值的1.5倍，即：

F=3/2*F_φl=3/2*0.9k*NI/P 

式中，F(xiàn)為圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢，(T?m)；F_φl為單相磁動勢的最大幅值，(T?m)；k為基波繞組系數(shù)；p為電機(jī)極對數(shù)；N為每一線圈的串聯(lián)匝數(shù)；I為線圈中流過電流的有效值，A由于永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)速恒為同步轉(zhuǎn)速，因此轉(zhuǎn)子主磁場和定子圓形旋轉(zhuǎn)磁動勢產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場保持相對靜止。兩個磁場相互作用，在定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙中形成一個合成磁場，它與轉(zhuǎn)子主磁場發(fā)生相互作用，產(chǎn)生了一個推動或者阻礙電機(jī)旋轉(zhuǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩T_e，即：

T_e=KB_R*B_net*sin 0

式中，T_e為電磁轉(zhuǎn)矩，(N?m)；0為功率角，rad；B_R為轉(zhuǎn)子主磁場，T；B_net為氣隙合成磁場，T。由于氣隙合成磁場與轉(zhuǎn)子主磁場位置關(guān)系的不同，永磁同步電機(jī)既可以運(yùn)行于電動機(jī)狀態(tài)也可以運(yùn)行于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，永磁同步電機(jī)的三種運(yùn)行狀態(tài)如圖3所示。當(dāng)氣隙合成磁場滯后于轉(zhuǎn)子主磁場時，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，這時電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)；相反，當(dāng)氣隙合成磁場超前于轉(zhuǎn)子主磁場時，產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相同，這時電機(jī)處于電動狀態(tài)。轉(zhuǎn)子主磁場與氣隙合成磁場之間的夾角稱為功率角。