什么是永磁電機?永磁同步電機的結構和工作原理

 永(yong)磁同步電(dian)機(PMSM)作(zuo)為一種先進的電(dian)機類型(xing)，其內部結構和工作(zuo)原(yuan)理對于我(wo)們理解其性能(neng)和應用具有重(zhong)要(yao)意義。今天特菱將從兩個方面詳細介紹永(yong)磁同步電(dian)機的內部構造和工作(zuo)原(yuan)理。

永磁同步電機內部構造

永(yong)(yong)磁(ci)(ci)同步電機由定(ding)子、轉(zhuan)(zhuan)子和端蓋等(deng)部(bu)件組(zu)成。其中，定(ding)子繞(rao)組(zu)環繞(rao)在(zai)定(ding)子鐵芯上(shang)，通過控(kong)制定(ding)子繞(rao)組(zu)的輸入電流頻率，可以控(kong)制磁(ci)(ci)場旋轉(zhuan)(zhuan)頻率，從而實現轉(zhuan)(zhuan)速控(kong)制。轉(zhuan)(zhuan)子上(shang)放置(zhi)著永(yong)(yong)磁(ci)(ci)體(ti)，根據永(yong)(yong)磁(ci)(ci)體(ti)的不同擺放位置(zhi)，轉(zhuan)(zhuan)子可以分為凸出(chu)式永(yong)(yong)磁(ci)(ci)轉(zhuan)(zhuan)子和內埋式永(yong)(yong)磁(ci)(ci)轉(zhuan)(zhuan)子。

永磁同步電機工作原理

永磁同步電機(ji)的工作方式可以分(fen)為兩種：通過變頻調(diao)速器控制電機(ji)達到同步和通過異步起動方式來實現同步。

變頻調速器方式：永磁同步電(dian)機(ji)(ji)通過變(bian)(bian)頻(pin)(pin)調速器(qi)作(zuo)為電(dian)源提供(gong)，并(bing)且啟動時變(bian)(bian)頻(pin)(pin)器(qi)輸(shu)出頻(pin)(pin)率從0開始連續上升(sheng)到工作(zuo)頻(pin)(pin)率。電(dian)機(ji)(ji)的(de)轉速隨著變(bian)(bian)頻(pin)(pin)器(qi)輸(shu)出頻(pin)(pin)率的(de)同步上升(sheng)而(er)變(bian)(bian)化(hua)，通過改變(bian)(bian)變(bian)(bian)頻(pin)(pin)器(qi)輸(shu)出頻(pin)(pin)率即可調節(jie)電(dian)機(ji)(ji)的(de)轉速，這種方式是一種非常有效的(de)變(bian)(bian)頻(pin)(pin)調速電(dian)機(ji)(ji)。

異步起動方式：由于(yu)永(yong)磁(ci)(ci)同(tong)步(bu)電(dian)(dian)機的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)慣(guan)量大、磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)速度快，靜止狀態下無法(fa)直接通(tong)過(guo)三(san)(san)相交流(liu)電(dian)(dian)啟動(dong)(dong)。因此，在不(bu)(bu)需要調(diao)速的(de)(de)情況下，可以在永(yong)磁(ci)(ci)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)上(shang)安裝(zhuang)鼠籠繞(rao)組(zu)。當(dang)定子(zi)(zi)繞(rao)組(zu)通(tong)入三(san)(san)相交流(liu)電(dian)(dian)時，會(hui)產生定子(zi)(zi)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)，該磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)相當(dang)于(yu)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)的(de)(de)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)。轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)鼠籠繞(rao)組(zu)中會(hui)感應(ying)(ying)出(chu)感應(ying)(ying)電(dian)(dian)流(liu)，形成轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)。這(zhe)兩個磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)相互(hu)作用產生轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)，使轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)從(cong)靜止開始轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong)。剛開始轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)動(dong)(dong)時，轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)速與定子(zi)(zi)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)速不(bu)(bu)同(tong)，因此會(hui)產生交變轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)矩(ju)。當(dang)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)幾乎(hu)與定子(zi)(zi)旋(xuan)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)同(tong)步(bu)時，轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)鼠籠繞(rao)組(zu)不(bu)(bu)再產生感應(ying)(ying)電(dian)(dian)流(liu)，此時只有永(yong)磁(ci)(ci)體產生磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)，驅(qu)動(dong)(dong)轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)運動(dong)(dong)。因此，在啟動(dong)(dong)完成后，轉(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)(zhuan)子(zi)(zi)鼠籠繞(rao)組(zu)不(bu)(bu)再起作用，而是(shi)由永(yong)磁(ci)(ci)體和定子(zi)(zi)繞(rao)組(zu)的(de)(de)磁(ci)(ci)場(chang)(chang)(chang)(chang)相互(hu)作用產生驅(qu)動(dong)(dong)力矩(ju)。

永磁同(tong)步(bu)電(dian)機(ji)以其高(gao)效率和(he)高(gao)功率密度成為(wei)一種(zhong)重要的電(dian)機(ji)類型。通過理(li)解其內(nei)部構造和(he)工(gong)作原理(li)，我們可(ke)以更好(hao)地應用(yong)和(he)優化這(zhe)一技術。永磁同(tong)步(bu)電(dian)機(ji)的變(bian)頻調(diao)速器方式和(he)異步(bu)起動方式為(wei)不同(tong)應用(yong)場景提供了靈活性(xing)和(he)可(ke)選擇性(xing)，使其在各個領域都(dou)具備廣泛的應用(yong)前景。