什么是永磁同步电动机及其工作

在电气系统中，同步电动机是最广泛使用的稳态3相交流电机，可将电能转化为机械能。这种类型的电机以同步速度运行，恒定速度，它与电源频率同步，旋转周期等于整体的NO。交流循环。这意味着电动机的速度等于旋转磁场。这种类型的电机主要用于电力系统提高功率因数。有非兴奋和直流励磁同步电动机，根据电机的磁力操作。磁阻电动机，磁滞电动机和永磁电机是非激励的同步电动机。本文全部是关于永磁同步电动机的工作。

什么是永磁同步电动机？

永磁同步电机是交流同步电机的一种，其磁场由永磁体激发，产生正弦反电动势。它包括一个转子和一个定子感应电动机，但是永磁体用作制造磁场的转子。因此，无需伤口绕组转子．它也被称为三相无刷永久性正弦波电机。的永磁同步电动机图如下所示。

永磁同步电机理论

与传统电机相比，永磁同步电动机非常高效，无刷，非常快速，安全，并提供高动态性能。它产生平滑的扭矩，低噪音，主要用于高速应用，如机器人．它是一个三相交流同步电机，与应用的交流电源同步运行。

转子不用绕线，而是安装了永磁体来创建一个旋转的磁场。由于没有直流电源，这些类型的汽车非常简单，成本更低。它包含一个安装有3个绕组的定子和一个安装有永磁体的转子来创建磁场极点。三相输入交流电源给定子以启动工作。

工作原则

的永磁同步电动机的工作原理类似于同步电机。这取决于同步速度产生电动势的旋转磁场。当通过给出3相供电时，当定子绕组通电时，在空气间隙之间产生旋转磁场。

当转子磁极以同步速度保持旋转磁场，并且转子连续旋转时，就会产生转矩。由于这些电机不是自启动电机，所以需要提供变频电源。

电动势和转矩方程

在同步电机中，每相位感应的平均电动势称为动态感应电动势，每个导体每转切割的通量为Pϕ Weber
完成一圈的时间是60/N秒

每种导体诱导的平均EMF可以通过使用来计算

(PϕN / 60) × Zph = (PϕN / 60) × 2Tph . (PϕN / 60

在哪里TPH = ZPH / 2

因此，每相的平均EMF是，

ϕ x Tph x PN/120 = 4

TPH =否。每相串联的转弯

φ=韦伯中的磁通/杆

p =否。杆子

F=频率(Hz)

Zph = no。每相串联的导体。= Zph / 3

电动势方程取决于定子上的线圈和导体。对于该电机，还考虑了分配因子Kd和节距因子Kp。

因此,e = 4 xφx f x tph xkd x kp

将永磁同步电动机的扭矩方程作为，

t =（3 x Eph x iph xSinβ）/ωm

永磁同步电动机的直接扭矩控制

要控制永磁同步电动机，我们使用不同类型的控制系统．根据任务的不同，使用必要的控制技术。永磁同步电机的不同控制方法有:

正弦类别

• 标量子
• 矢量:场定向控制(FOC)(带或不带位置传感器)
• 直接扭矩控制

梯形的类别

• 开环
• 闭环(带或不带位置传感器)

该电机的直接扭矩控制技术是一个非常简单的控制电路，具有有效的动态性能和良好的控制范围。它不需要转子的任何位置传感器。使用该控制方法的主要缺点是，它产生高扭矩和电流纹波。

建设

的永磁同步电机结构类似于基本的同步电机，但唯一不同的是转子。转子没有任何场绕组，但永磁体被用来创建场极。永磁同步电机中使用的永磁体是由钐钴和介质、铁和硼组成的，因为它们具有较高的磁导率。

由于其有效的成本和易用性，最广泛使用的永磁体是钕 - 硼 - 铁。在这种类型中，永磁体安装在转子上。基于转子上的永磁体的安装，永磁同步电动机的构造分为两种类型。他们是，

表面贴装永磁同步电动机

在这种结构中，磁铁安装在转子的表面。它适合高速应用，因为它不健壮。它提供一个均匀的气隙，因为永磁体的磁导率和气隙是相同的。无磁阻扭矩，高动态性能，适用于机器人和工具驱动等高速设备。

埋地的PMSM或内部PMSM

在这种类型的结构中，永磁体嵌入到转子中，如下图所示。它适用于高速应用，具有较强的鲁棒性。磁阻转矩是由于电机的显著性。

永磁同步电动机的工作

与传统电机相比，永磁同步电机工作简单、快速、高效。永磁同步电动机的工作依赖于定子的旋转磁场和转子的恒磁场。永磁体用作转子，产生恒定的磁通，以同步速度运行和锁定。这些类型的电机类似于无刷直流电机。

相量群是由定子绕组彼此连接而形成的。这些相量群连接在一起，形成不同的连接，如星形、Delta、双相和单相。为了降低谐波电压，绕组应彼此绕得很快。

当三相交流电源给定子时，定子产生旋转磁场，而转子的永磁体又产生恒定磁场。这个转子与同步速度同步运行。永磁同步电动机在无负载情况下的整体工作取决于定子和转子之间的气隙。

如果气隙较大，那么电机的风阻损失就会减小。永磁体产生的磁场极是明显的。永磁同步电动机不是自启动电动机。因此，有必要对定子的变频进行电子控制。

永磁同步电动机VS BLDC

永磁同步电动机（PMSM）和BLDC之间的差异（无刷直流电机） 包括以下这些。

永磁同步电动机	刷
这些是无刷的交流同步电机	这些都是无刷的直流电机
扭矩涟漪不存在	存在转矩波纹
性能效率很高	性能效率低
更高效	低效率的
用于工业应用，汽车，伺服电机，机器人，火车驱动等	用于电子转向动力系统、暖通空调系统、混合动力列车传动(电气)等
生产低噪音	产生高噪声。

优点

的永磁同步电动机的优点包括,

• 在高速下提供更高的效率
• 可在不同包装的小尺寸
• 维护和安装非常容易，而不是感应电机
• 能够在低速下保持全扭矩。
• 高效率和可靠性
• 提供平滑的扭矩和动态性能

缺点

永磁同步电动机的缺点是:

• 与感应电动机相比，这种类型的电动机非常昂贵
• 不知何故难以启动，因为它们不是自动启动电机。

应用程序

永磁同步电动机的应用有:

• 空调
• 冰箱
• 空调压缩机
• 洗衣机是直接驱动的
• 汽车电动转向装置
• 机床
• 大功率系统，以改善领先，滞后功率因数
• 控制牵引力
• 数据存储单元。
• 伺服驱动器
• 工业应用，如机器人、航空航天等。

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