永磁同步电机ppt课件

66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。—，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
永磁同步电机矢量知识讲解
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。

δ < 0 时，Te为驱动转矩，
带动负载运行。转子输出机
械功率，定子吸收电功率。
S
ns Te No
N
c) 电动机
δ So
• 补偿机运行状态
δ = 0 时，不进展能量转换，
仅发出或吸收无功功率，补
ns
偿机。
Te=0
S
N
No
So
b) 补偿机
四、额定值
• 额定容量 SN 或额定率PN 单位为 kW, kVA
nns
60f (r/min) p
同步电机主要用作发电机，也可以用作电动机和补偿机。
3-1 同步电机的根本构造和运行状态
一、根本构造
铁心 : 0.或 5 0.35m 的m冷轧硅钢片
定子 绕组 : 三相对称绕组
转子
电励磁 永磁励磁
电励磁
铁心凸 隐极 极 ::气 气隙 隙不 均均 整 匀 ， 整匀 块 ，体高或强低度碳合钢金片钢迭。成。 直流励磁绕 : 同组心式绕组。
同步发电机的额定功率是指额定运行时，电枢绕组输出的视在功率或有功功率 同步电动机的额定功率是指额定运行时，轴上输出的机械功率 补偿机的额定功率是指额定运行时，电枢绕组输出的无功功率
• 额定电压
UN 单位为kV
• 额定电流 • 额定功率因数 • 额定频率 • 额定转速
IN 单位为A, kA
c os N
旋转。
定子磁场也以同步速旋转：定子三相对称绕组在转子磁场的作用下，产生 三相对称电动势，接负载后流过三相对称电流，并在气隙中产生以同步速 旋转的磁动势和磁场。
定转、子磁场相对静止，并相互作用，产生电磁转矩，进展能量转换。
同步电机的三种运行状态：发电机，电动机，补偿机。

调速永磁同步电动机结构示意图
l－转轴 2－轴承 3－端差 4－定子绕组 5－机座 6－定子铁心 7，8－永磁体 9－转子铁心 10—风扇 11—风罩 12－位置、速度传感器 13，14－电缆 15－专用变频驱动器
永磁同步电动机的转子结构
表面式转子磁路结构
1） 凸出式 1－永磁体
2）插入式 2－转子铁心 3－转轴
• 为了保证永磁电机的电气性能不发 生变化，能长期可靠地运行，要求 永磁材料的磁性能保持稳定。通常 用永磁材料的磁性能随环境、温度 和时间的变化率来表示其稳定性， 主要包括热稳定性、磁稳定性、化 学稳定性和时间稳定性。
永磁同步电动机
概述
• 永磁同步电动机的运行原理与电励磁同步电动机 相同，但它以永磁体提供的磁通替代后者的励磁 绕组励磁，使电动机结构较为简单，降低了加工 和装配费用，且省去了容易出问题的集电环和电 刷，提高了电动机运行的可靠性；又因无需励磁 电流，省去了励磁损耗，提高了电动机的效率和 功率密度。因而它是近年来研究得较多并在各个 领域中得到越来越广泛应用的一种电动机。
永磁材料
永磁电机的性能、设计制造特点和 应用范围都与永磁材料的性能密切相关。 永磁材料种类众多，性能差别很大。因 此，在研究永磁电机之前，首先从设计 制造电机的需要出发，了解电机中最常 用的三种主要永磁材料（铁氧体、铝镍 钴、钕铁硼）的基本性能，包括磁性能、 物理性能，选用时的注意事项。
永磁体的磁稳定性
• 以前，由于同步电动机存在着自身的弱点（起 动费事，必须由异步电动机拖动，重载时有振 荡和失步的危险），一般工业设备很少用。变 频调速技术弥补了这些缺点：起动时变频器频 率逐渐上升，转速也逐渐提高，不需其他起动 设备；失步问题是由于同步转速不变，转子落 后的角度过大引起的，而变频调速中的转速和 转矩闭环控制，可以随时调节同步转速，避免 了失步现象。由于同步电机的固有优点使同步 电机的变频调速成为交流调速的一个很有潜力 的发展方向。

第5章 永磁同步电动机系统及其S P W M 控制 除一些利用异步转矩或磁阻转矩起动的永磁同步电动机之外，绝大多数的永磁同步电动机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)需要逆变器驱动以平稳起动及稳定运行。

因此一般意义上的永磁同步电动机系统是指具有位置传感的、SPWM 逆变器驱动的永磁同步电动机，或称为正弦波驱动的无刷直流电动机，很多的文献也直接将之简称为永磁同步电动机。

本章主要阐述永磁同步电动机即正弦波无刷直流电动机的原理及其SPWM 控制。

5.1永磁同步电动机系统的构成及设计特点5.1.1永磁同步电动机系统的构成与前一章的方波无刷直流电动机相比较，虽然两者都是自同步运行的永磁同步电动机，均由永磁同步电动机、转子位置传感器和控制驱动电路三部分组成，但在运行原理上存在较大的差异。

方波无刷直流电动机中，只需要若干个磁极位置处的开关信号就可以形成换相逻辑，从而产生在空间跳跃旋转的定子磁动势；通过平顶波反电动势的设计及矩形电流波形的控制，可以产生近似恒定的电磁转矩，转矩平稳性较差。

而在永磁同步电动机中，为产生恒定的电磁转矩，一般采用SPWM 信号驱动功率电路，在电动机三相绕组中产生正弦波的电流，从而形成连续旋转的定子圆形旋转磁场，因此需要检测连续的转子位置信息。

图5-1所示框图为永磁同步伺服电动机的基本结构之一。

转子位置传感器为旋转变压器或编码器等，通过轴角变换电路或计数器等可以将连续位置传感器的输出信号变换为转角位置信号p θ。

之后，在相电流指令合成电路中产生各相的电流指令信号j u ，如式（5-1）所示。

)32)1((sin )(πθθ--=j p V P u er j 3,2,1=j （5-1） 式中，V er −输入控制指令，为速度误差信号或转矩指令信号。

相电流指令与电流负反馈信号经电流调节器处理后，生成SPWM 信号控制逆变功率电路，驱动永磁同步电动机自同步运行。

永磁同步电机是利用永磁体建立励磁磁场的同步电机，其定子产生旋转磁场，转子用永磁材料制成。同步电 机实现能量转换需要一个直流磁场，产Leabharlann 这个磁场的直流电流称为电机的励磁电流。
永磁无刷电机包括永磁无刷直流电机和永磁无刷交流电机两种类型，作为电动机运行时均需变频供电。前者 只需要方波型逆变器供电，后者需要正弦波型逆变器供电。
矢量控制技术诞生于上世纪 70年代初，永磁同步电机的矢量控制系统是参照直流电机的控制策略，利用坐 标变换将采集到的电机三相定子电流、磁链等矢量按照转子磁链这一旋转矢量的方向分解成两个分量，一个沿着 转子磁链方向，称为直轴励磁电流；另一个正交于转子磁链方向，称为交轴转矩电流。根据不同的控制目标调节 励磁电流和转矩电流，进而实现对速度和转矩的精确控制，使控制系统获得良好的稳态和动态响应特性。
图3永磁同步电机概念图
永磁同步电机由两个关键部件组成，即一个多极化永磁转子和带有适当设计绕组的定子。
数学模型
两相旋转坐标系下，定子电压方程为: 式(1) 图4永磁同步电机稳态运行相量图根据式(1)得两相旋转坐标系下的永磁同步电机稳态运行相量图，如图1所 示。
分类
按励磁电流的 供给方式分类
按供电频率分 类
永磁同步电机
发电机、电动机种类
01 结构
03 数学模型
目录
02 工作原理 04 分类
05 控制方式
07 研究热点
目录
06 优点
永磁同步电动机以永磁体提供励磁，使电动机结构较为简单，降低了加工和装配费用，且省去了容易出问题 的集电环和电刷，提高了电动机运行的可靠性；又因无需励磁电流，没有励磁损耗，提高了电动机的效率和功率 密度。
永磁同步电动机由定子、转子和端盖等部件构成。定子与普通感应电动机基本相同，采用叠片结构以减小电 动机运行时的铁耗。转子可做成实心，也可用叠片叠压。电枢绕组可采用集中整距绕组的，也可采用分布短距绕 组和非常规绕组。

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2024/7/29
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病原体侵 入机体 ，消弱 机体防 御机能 ，破坏 机体内 环境的 相对稳 定性， 且在一 定部位 生长繁 殖，引 起不同 程度的 病理生 理过程
判断主机的最简单最有效的方法是：
异响？ 电梯断电、空轿厢往上溜车主机是否有
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主机结构爆炸图二
720 Oct
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820 Oct
性能优点
● 恒转距； ● 体积小； ● 免维护； ● 低噪音； ● 环保； ● 运行平稳； ● 高效； ● 安全可靠； ● 节能； ● 调速范围宽
主机运行时有异响、抖动
1.编码器线连接点接触不良 症状:变频器报警,电梯不能运行 处理方法:更换编码器线或重新安装
2.编码器软抓断裂 症状:变频器报警,电梯运行抖动或飞车 处理方法:更换编码器
3.连轴轴承盖断裂
连接点 断裂处 断裂处
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永磁同步无齿轮电机
GETM1.5、GETM1.9、GETM3.0、 GETM3.0F、GETM3.0B、GETM5.5

二、永磁同步电动机的转子磁路结构
1. 表面式转子磁路结构 2. 内置式转子磁路结构 3. 爪极式转子磁路结构 4. 隔磁措施
1、表面式转子磁路结构
N
N
S
S
SN
NS
SN
NS
S N
(a)凸出式（隐极结构）
S N
(b)插入式（凸极结构）
1、表面式转子磁路结构
对采用稀土永磁的电机来说，由于永 磁材料的相对回复磁导率接近1，所以表 面凸出式转于在电磁性能上属于隐极转子 结构；而表面插入式转子的相邻两永磁磁 极间有着磁导率很大的铁磁材料，故在电 磁性能上属于凸极转子结构。
五．永磁同步电动机的参数计算和分析
六．异步起动永磁同步电动机的起动过程
永磁同步电动机的稳态性能
（一）稳态运行和相量图 （二）稳态运行性能分析计算 （三）损耗分析计算
（一）稳态运行和相量图
利用双轴电枢反应分析法（双反 应理论）研究永磁同步电动机。
同步电机的电枢反应：同步电机 电枢磁势基波对磁极主磁场的影响。
2、内置混合式转子磁路结构
2
1
1
N
3
4 S
NS
3
N S
N
N S
4
S
SN
NS
SN S 1 N
S
S
N
N
S N
(a)
(b)
1—转轴 2—永磁体槽 3—永磁体 4—转子导条
2、内置混合式转子磁路结构
2
3
2
3
N
N
N
4 1
NN NN
4
1
S
S
S
S
SS
S
SN
S

永磁同步牵引系统概述
定义与特点
定义
永磁同步牵引系统是一种利用永 磁体产生磁场，通过同步电机驱 动列车运行的系统。
特点
高效节能、低维护成本、高可靠 性、低噪音、环保等。
工作原理
工作原理
永磁同步牵引系统通过永磁体产生磁 场，利用同步电机将磁场转化为转矩 ，驱动列车运行。
控制策略
采用矢量控制、直接传统的异步牵引系统相比，永 磁同步牵引系统的故障率较低， 减少了因系统故障导致的延误和
停运。
高可靠性使得永磁同步牵引系统 在复杂环境和极端条件下仍能保
持良好的性能表现。
环保
永磁同步牵引系统采用永磁材料，减 少了励磁电流的需求，从而降低了对 环境的影响。
永磁同步牵引系统的节能特性有助于 减少二氧化碳等温室气体的排放，对 环境保护具有积极意义。
。
02
智能化
未来技术发展将更加注重智能化，通过引入人工智能、大数据等技术手
段，实现对高速列车永磁同步牵引系统的实时监测、故障诊断和智能控
制，提高系统的可靠性和安全性。
03
绿色环保
随着环保意识的日益增强，未来技术发展趋势将更加注重绿色环保，通
过优化系统设计和材料选择，降低高速列车永磁同步牵引系统的能耗和
高速列车永磁同步牵引系 统课件
CATALOGUE
目 录
• 永磁同步牵引系统概述 • 高速列车永磁同步牵引系统的组成 • 高速列车永磁同步牵引系统的优势
CATALOGUE
目 录
• 高速列车永磁同步牵引系统的应用 场景
• 高速列车永磁同步牵引系统的挑战 与解决方案
• 未来展望
01
CATALOGUE
、可靠、节能等优点。
它利用永磁体产生磁场，实现 电机的高效运转，为列车提供

永磁电机课件..
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
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❖ 知识就是财富 ❖ 丰富的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非