第六章同步电机磁场6.2综述

第六章同步电机 (272)6.1 概述 (272)6.1.1 同步电机的结构型式 (272)6.1.2 同步电机的励磁方式 (278)6.1.3 同步电机的冷却方式 (278)6.1.4 同步电机的额定值 (278)6.2 同步电机的运行原理 (279)6.2.1 同步发电机的空载运行 (279)6.2.2 同步电机的电枢反应 (282)6.2.3 隐极同步发电机的负载运行 (286)6.2.4 凸极同步发电机的负载运行 (291)6.3 同步发电机的运行特性 (295)6.3.1 同步发电机的运行特性 (296)6.3.2 特性曲线在参数计算中的应用 (299)6.3.3 同步发电机稳态参数的测定 (306)6.4 同步发电机的并联运行 (307)6.4.1 投入并联的条件和方法 (308)6.4.2 功率和转矩平衡方程 (311)6.4.3 功角特性 (312)6.4.4 有功功率调节与静态稳定 (314)6.4.5 无功功率调节和V形曲线 (318)6.5 同步电动机和调相机 (319)6.5.1 基本电磁关系 (319)6.5.2 无功功率调节 (322)6.5.3 起动与调速 (323)6.5.4 调相机 (326)6.6 同步发电机的不对称运行 (327)6.6.1 相序阻抗和等效电路 (327)6.6.2 不对称稳态短路 (330)6.6.3 负序和零序参数测定 (334)6.6.4 不对称运行的影响 (336)6.7 同步电机的突然短路 (337)6.7.1 超导回路磁链守恒原理 (337)6.7.2 三相突然短路过程中的基本电磁关系 (338)6.7.3 同步电机的瞬态参数 (343)6.7.4 突然短路电流及其衰减时间常数 (347)6.7.5 突然短路对电机的影响 (351)6.8　特殊用途的同步电机 (352)6.8.1 磁阻同步电动机 (352)6.8.2 磁滞同步电动机 (354)6.8.3 反应式步进电动机 (356)习题 (358)电机学第六章同步电机272第六章同步电机同步电机是交流电机的一种。

电机及拖动课程综述报告电机及拖动课程综述报告《电机及拖动基础》综述报告专业及班级09级自动化（）班姓名学号授课老师_孙强完成时间_202*年5月25日课程综述评分表一二三四五1得分六合计23注：课程综述评分标准可参见《学生课程综述应包含的内容及评分标准》一、课程简介1、课程的培养目标及教学概要本课程是自动化、电气工程及其自动化等专业的一门专业基础课。

本课程的任务就是使学生掌握常用交流电机、直流电机、控制电机及变压器等的基本结构与工作原理以及电力拖动系统的运行性能、分析计算、电机选择与实验方法。

本课程主要研究电机与电力拖动系统的基本理论问题，同时也联系到科学实验与生产实际的内容，具有原“电机学”及“电力拖动基础”的基本内容。

在学完本课程后，应达到下列要求：1)了解常用铁磁材料的特性，掌握磁路基本定律及计算方法。

2)熟悉常用交、直流电机及变压器的基本结构和工作原理，对交、直流电机绕组的基本形式及其连接规律要有一定的认识。

3)掌握交、直流电机及变压器稳态运行时的基本理论、运行性能及其分析方法。

4)熟练运用等效电路计算变压器和三相异步电动机的性能。

5)掌握控制电机的工作原理、特性及用途。

6)掌握分析电动机机械特性及各种运行状态（起动、反接制动、能耗制动、回馈制动）的基本理论。

7)掌握电力拖动机械过渡过程的基本特征及其主要的分析方法，了解机械惯性和电磁惯性同时作用时对直流电力拖动过渡过程的影响。

8)掌握电力拖动系统中电动机参数调速方法的基本原理和技术经济指标。

9)掌握选择电机的原理与方法。

2、学习时间分布本课程的学习时间从大三第二学期第1周到第11周，每周6个学时，共64个学时，学习课本理论知识；第11周到第15周进行实验课学习，每周4个学时，共20个学时一共84个学时。

二、课程主要内容这门课程主要介绍了各种不同类型的电机的基本原理及其构造、介绍了变压器的一些基本的原理及其构造同时也介绍了绍了电机的拖动技术。

电机与拖动基础课程综述《电机及拖动基础》课程综述一、课程简介1、课程专业地位《电机及拖动基础》是一门自动化专业的必修课，属于专业技术基础课，具有难度大、多学科交叉、技术要求高、理论与实践结合强的特点。

电能是现代大量应用的一种能量形式。

而电能的生产、变换、传输、分配、使用和控制都必须利用电机作为能量转换或信号变换的机电装置。

电力拖动技术实现了电能与机械能之间的变换。

而在电机中应用控制技术，将使电机具有更良好的性能，使各类电机成为各种机电系统中一种极其重要的元件。

由于电力拖动是各类工业、各种生产机械的主要拖动方式，其理论与技术的发展，必将在我国实现现代化与工业化的进程中起十分重要的作用。

2、培养目标本课程的任务是使学生掌握常用交流电机、直流电机、控制电机及变压器等的基本结构与工作原理以及电力拖动系统的运行性能、分析计算、电机选择与实验方法，为学习“电力拖动自动控制系统（运动控制系统）”、“反馈控制理论”及“计算机控制技术”等课程准备必要的基础知识。

二、课程内容本课程教材分为上下两册，上册为电机部分，下册为电力拖动部分。

具体内容如下：第一章：本章回顾了在物理、电路课程中的磁路相关内容，并介绍了基本概念和定律，由此建立了较清晰的磁路概念。

对磁路结构可分为有无分支磁路及其计算方法作了说明，以及铁磁物质分类及其磁化特性。

第二章：本章核心内容是直流电机。

主要介绍了其结构与工作原理，讲解了关于感应电动势及电磁转矩的计算，以及直流电机的换向问题。

第三章：本章以普通双绕组电力变压器为主要研究对象，阐明其工作原理，介绍了变压器的分类及主要结构。

着重叙述单相变压器的原理及主要特性，对于三相变压器仅探讨其特点。

第四章：本章首先阐明三相异步电动机的工作原理与基本结构，从中引出旋转磁场的建立问题；并以旋转磁场的建立为前提，讨论了异步电动机的主要电路、磁动势、磁场及电动势等问题。

第五章：通过学习第四章对异步电动机有了初步的认识后，本章首先分析异步电动机负载运行时的电磁过程，然后将电磁过程用基本方程式加以综合，最后阐述了单相异步电动机的基本原理。

永磁同步电动机的电枢磁场和电枢反应磁场
永磁同步电动机是一种利用永磁体产生恒定磁场的方式来激励电动机转子产生主磁场，通过与电枢绕组产生的交变磁场进行同步运动来实现机械能转换的电动机。

在永磁同步电动机中，电枢磁场和电枢反应磁场是电机运行时产生的两个重要磁场。

首先我们来看电枢磁场。

在永磁同步电动机中，永磁体产生的主磁场为电枢磁场。

这个主磁场是由永磁体产生的，因此其磁场强度是恒定的。

电枢磁场是由永磁体在电机运行时产生，在静止状态下永磁体的磁场线是平行的，但是当电机运行时，电机的转子会有旋转运动，导致主磁场也跟着旋转。

这样，电枢绕组在电机运行时会产生一个交变磁场，这个交变磁场与电枢磁场进行同步运动，从而形成了电机的工作磁场。

接下来我们来看电枢反应磁场。

在永磁同步电动机中，由于电流通过电枢绕组会产生磁场，这个磁场会与主磁场相互作用，产生一个称为电枢反应磁场的磁场。

当电机运行时，电流通过电枢绕组，产生的磁场就是电枢反应磁场。

电枢反应磁场会影响电机的性能，因为它会与主磁场相互作用，导致电机的运行速度和性能受到一定的影响。

总结来说，是电机运行时产生的两个重要磁场。

电枢磁场是由永磁体产生的主磁场，通过与电枢绕组产生的交变磁场进行同步运动来实现电机的工作磁场；而电枢反应磁场则是由电流通过电枢绕组产生的磁场，与主磁场相互作用，影响电机的性能。

通过合理设计和控制电机的电枢磁场和电枢反应磁场，可以实现电机的高效运转和稳定性能。

永磁同步电机控制算法综述一、本文概述随着能源危机和环境污染问题的日益严重，高效、环保的电机及其控制技术成为了研究热点。

永磁同步电机（PMSM）作为一种具有高功率密度、高效率以及良好调速性能的电机，广泛应用于电动汽车、风力发电、工业自动化等领域。

为了实现永磁同步电机的精确控制，提高其运行性能，研究永磁同步电机的控制算法至关重要。

本文旨在综述永磁同步电机的控制算法，包括其基本原理、发展历程、主要控制策略以及优缺点。

通过对不同类型的控制算法进行梳理和评价，为永磁同步电机的控制策略选择提供理论依据和实践指导。

同时，本文还将探讨永磁同步电机控制算法的未来发展趋势，以期为相关领域的研究人员和技术人员提供参考和借鉴。

在本文中，我们将首先介绍永磁同步电机的基本结构和运行原理，为后续的控制算法分析奠定基础。

接着，我们将重点介绍几种主流的永磁同步电机控制算法，如矢量控制、直接转矩控制、滑模控制等，并详细分析它们的实现原理、优缺点及适用场景。

我们还将讨论一些新兴的控制算法，如基于的控制算法、无传感器控制算法等，以展示永磁同步电机控制算法的最新进展。

我们将对永磁同步电机控制算法的发展趋势进行展望，探讨未来可能的研究方向和技术创新点。

通过本文的综述，我们期望能够为永磁同步电机的控制算法研究提供全面、深入的视角，推动永磁同步电机控制技术的不断发展和优化。

二、PMSM的基本原理永磁同步电机（PMSM）是一种利用永磁体产生磁场的电机。

与传统的电励磁同步电机相比，PMSM不需要额外的励磁电流，因此具有更高的效率和功率密度。

PMSM的基本原理主要基于电磁感应和磁场相互作用。

PMSM的核心部件是永磁体和电枢绕组。

永磁体通常位于电机转子上，产生一个恒定的磁场。

电枢绕组则位于电机定子上，通过通入三相交流电产生旋转磁场。

当旋转磁场与永磁体磁场相互作用时，会产生一个转矩，使电机转子开始旋转。

PMSM的旋转速度可以通过控制电枢绕组中的电流频率和相位来调节。

同步电机数学模型及参数研究综述同步电机是一种重要的电机类型，它的数学模型和参数研究对于了解同步电机的运行特性，提高同步电机的效率和性能具有重要意义。

本文综述了同步电机的数学模型及参数研究，内容涵盖了相关背景、工作原理、数学建模、模型参数确定、模型验证以及模型应用等方面。

1.相关背景来说，同步电机在电力系统中有着广泛的应用，它具有体积小、重量轻，结构紧凑，动态响应快，电气噪声低、无火花，定子暂态稳定等优点。

因此，同步电机的数学模型和参数研究，已经成为当今智能电机控制课题的关键研究焦点。

2.于工作原理方面，同步电机是一种特殊的交流电动机，它可以调整定子磁场强度来达到转速调节的目的，从而实现“扭矩输出”或“位置追踪”等功能。

同步电机的核心部件包括定子磁铁、转子磁铁、定子绕组、转子绕组和绝缘系统等，它们在电机同步运行的过程中，起着不可替代的作用。

3.下来，我们转入同步电机的数学建模，数学建模是用系列的方程来描述同步电机的工作原理，这一方法可以有效地研究同步电机的动态特性与控制特性。

首先，我们可以基于微分变换建立定子磁场模型，来描述定子电流；其次，以基于电磁耦合建立转子磁场模型来描述转子磁流；最后，基于电磁力和动量定律，建立转子的动态模型来描述转子的运动特性。

4.型参数确定是同步电机数学建模的重要环节，参数确定的目的是考量电机各个部分之间的耦合，以便准确描述电机的运行特性。

首先，可以通过实验测量获得一些模型参数，包括电机定子导纳、转子导纳、定子绕组电阻、转子绕组电阻、定子磁系数等；其次，也可以使用拟合技术来确定一些无法通过实验测量的模型参数，如转子磁系数、定子线圈受磁滞特性的影响等。

5.过模型参数确定之后，下一步就是模型验证。

如何确保模型参数的准确性，以保证模型的可靠性是模型验证所要面对的重要课题。

这里，可以利用相关实验数据，来确定模型参数的准确性；可以利用特定标准，来确定模型的模拟精度；可以利用求解特定问题的方法，来确定模型的优化性能。

永磁同步电机的磁场
永磁同步电机是通过电转磁的方式，让外圈磁场旋转起来，而不是让外圈机械式的旋转，这种通过电转磁让定子磁场旋转起来的方式就是永磁同步电机的核心。

在永磁同步电机中，转子磁场是由永磁材料构成的磁体的南极和北极，转子磁场的产生机理及在空间的分布相对比较好理解。

而定子磁场的产生，则稍微复杂一些，它与定子电路相关物理量的关系，中间涉及许多电磁场的物理概念。

安培环路定理表明，右手弯曲的四个手指弯向电流流动的方向，那么大拇指的方向就是电流所产生的磁场的方向。

永磁同步电机的磁场是其运转的基础，对磁场的深入理解有助于更好地掌握永磁同步电机的工作原理和特点。