控制電機微特同步電動機第1頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月微特同步電動機5.0什么叫同步電動機電機的轉速不隨電源電壓和負載的變化而變化，轉速只和電源頻率以及電機極對數(shù)有關，即電機的轉速恒等于電機的同步轉速。

這一類電機叫同步電機電機的極對數(shù)電源的頻率第2頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月

5.1永磁同步電動機5.1.1永磁材料簡介分類：第一代：釤鈷SmCo5第二代：釤鈷Sm2Co17第三代：釹鐵硼（Nd-Fe-B），日本住友，1983轉子繞組通直流電產(chǎn)生磁場永磁體硬磁材料交直軸磁路差異第3頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月5.1.1永磁材料簡介剩余磁通密度（T）:Br矯頑力（A/m）:Hc磁能積BH（J/m3）：去磁曲線的面積,代表單位體積永磁體的儲能。永磁體的去磁曲線釹鐵硼永磁材料性能優(yōu)良，3個指標都很高。缺點：溫度系數(shù)較差。第4頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月

5.1.2基本結構2相、3相、多相對稱繞組產(chǎn)生空間圓形旋轉磁場：永磁體磁極，不需勵磁、不需滑環(huán)第5頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月

5.1.2基本結構凸極轉子轉子磁極結構第6頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月水輪機轉子32極第7頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月第8頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月汽輪機凸極轉子，2極第9頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月第10頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月永磁同步電動機第11頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月表面式等效電路永磁同步電動機轉子磁極結構徑向式切向式并聯(lián)式混合式第12頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月5.1.3工作原理發(fā)電機定子對稱繞組產(chǎn)生的空間旋轉磁場和轉子永磁磁極相互作用。理想空載電動機第13頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月1.發(fā)電機運行狀態(tài)N1、S1定子繞組所產(chǎn)生的空間旋轉磁場；N2、S2轉子的永磁磁極；原動機拖動轉子旋轉，磁力線發(fā)生扭曲，轉子磁極拉著定子磁極一起同步旋轉，發(fā)電機將機械功率轉換為電功率輸出。轉子磁極是拖動著，定子磁極是被拖動者，兩種磁極的軸線存在一定的夾角θ

。磁拉力大，磁極軸線的夾角就大！磁極軸線的夾角θ又叫功角2對磁極之間存在磁場作用—同性相斥，異性相吸，從而產(chǎn)生電磁轉矩（制動性質）。發(fā)電機第14頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月2.理想空載狀態(tài)N1、S1定子繞組所產(chǎn)生的空間旋轉磁場；N2、S2轉子的永磁磁極；磁力線不發(fā)生扭曲。當發(fā)電機產(chǎn)生的電磁功率為0時，功角θ為0，兩對磁極的軸線重合，無切向磁拉力，電磁轉矩為0。理想空載第15頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月3.電動機狀態(tài)N1、S1定子繞組所產(chǎn)生的空間旋轉磁場；N2、S2轉子的永磁磁極；若電機轉子上帶有負載，則定子旋轉磁場會拉著轉子磁極一起同步旋轉，電磁轉矩為驅動性質。電動機磁力線發(fā)生扭曲，定子磁極拉著轉子磁極一起同步旋轉，電動機將電功率轉換機械功率為輸出。定子磁極是拖動著，是轉子磁極被拖動者，兩種磁極的軸線存在一定的夾角θ

。磁拉力大，磁極軸線的夾角就大！磁極軸線的夾角θ又叫功角第16頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月1.參數(shù)關系原因：永磁同步電機的直軸磁阻大，交軸磁阻小。電磁式同步電機：Xd＞Xq永磁式同步電機：Xd＜Xq5.1.4運行特性直軸同步電抗Xd；交軸同步電抗Xq電抗值反比于交直軸的磁阻！第17頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月永磁同步電動機的電磁轉矩和功角的關系2.矩角特性E0：永磁體磁通在轉子繞組中感應出的感應電動勢；m1：定子繞組的相數(shù)；U1：定子繞組的電源電壓；θ：功角，定轉子磁極的軸線夾角。第18頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月永磁體勵磁轉矩和磁阻轉矩2.矩角特性第19頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月轉子的轉動慣量帶來的慣性啟動瞬間，定轉子的磁場之間轉速相差過大相吸引相排斥5.1.5啟動問題第20頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月解決起動問題的措施使用變頻電源。啟動時，電源頻率由0逐漸加速到額定值。采用矢量控制，實時監(jiān)測轉子位置，性能優(yōu)異?。。∽冾l電源價格昂貴，控制復雜。適用于高性能、寬調速范圍領域。加裝啟動繞組（鼠籠）構成自起動永磁同步電動機。啟動時依靠鼠籠的感應電動勢產(chǎn)生的異步轉矩將轉子轉速帶到同步轉速附近（s=0.01~0.02），此時定轉子磁極的轉速相差不大，依靠磁極的相互吸引將轉子帶到同步轉速，進入正常工作。正常工作后，轉子以同步速度運動，定轉子相對靜止，鼠籠失去作用。結構簡單，成本低。適用于恒速場合。第21頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月第22頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2磁阻同步電動機磁阻同步電動機又稱為反應式同步電動機。轉子本身沒有磁性，僅依靠轉子的交、直軸磁路的磁阻差異所產(chǎn)生的磁阻轉矩來工作。5.2.1基本結構轉子結構多種多樣，但交、直軸磁阻差別很大！！磁阻最小原理：磁力線總是力圖走磁阻最小的路徑。2極4極Xd＞Xq第23頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月5.2.2工作原理磁阻最小原理：磁力線總是力圖走磁阻最小的路徑。θ=0度θ=0~90度θ=90度第24頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月磁阻轉矩5.2.3.矩角特性Xd