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永磁同步电动机有惯性吗(永磁同步电机电磁转矩

来源:www.xrdq.ne   时间:2022-12-28 03:32   点击:137  编辑:admin   手机版

1. 永磁同步电机电磁转矩

永磁电动机是一种同步电动机,其转子使用永磁体,定子产生电磁转矩来推动转子的磁场围绕轴心线进行旋转,定子和转子的磁场是同步的。国内电动汽车普遍采用的是永磁同步电机。

永磁同步电机,是因为和交流异步电机相比,它有以下优势:

1、效率高,更加省电。和三相异步电机相比,永磁同步电机不仅仅额定功率点的效率更高,而且其在整个调速范围内的平均效率也更高。永磁同步电机的励磁磁场由永磁体提供,转子不需要励磁电流,电机效率提高,与异步电机相比,任意转速点均节约电能,尤其在转速较低的时候这种优势尤其明显。简单地说,永磁同步电机更加省电,有助于提高电动汽车续驶里程。

2.启动转矩更大,噪音更小,温度升高更低。永磁同步电机一般也采用异步起动方式,由于永磁同步电机正常工作时转子绕组不起作用,在设计永磁电机时,可使转子绕组完全满足高起动转矩的要求,例如使起倍1.8倍上升到2.5倍,甚至更大。

3.体积小,重量轻,有利于车辆轻量化,减少电动汽车能耗。由于使用了高性能的永磁材料提供磁场,使得永磁电机的气隙磁场较感应电机大先增强,永磁电机的体积和重最较感应电机可以大大的缩小。例如11kW的异步电机重最为220kg,而永磁电机仅为92kg,相当于异步电机重量的45.8%。

4.电机结构简单灵活,可靠性强。

制造永磁同步电机所需要的钕铁硼永磁材料是稀土资源,对于稀土资源缺少或稀土工业不发达的国家而言,根本无从做起。我国拥有全球70%的稀土资源,钕铁硼磁性材料的总产量达到全球的80%,欧美车企的电动车若想用永磁同步电机需要考虑进口稀土的问题。所以,特斯拉等国外品牌不得不采用更为落后的交流异步电机,因为他们根本没那能力生产永磁同步电机,这也可以侧面反映出,我国电动汽车技术已在某些领域走在了世界前列,实现“弯道超车”并不是不可能。

2. 永磁同步电机电磁转矩标幺

永磁同步电机对启动转矩有较高的要求。一般要求启动和低频运行也能输出比较高的转矩的。

但启动转矩要看使用实际工况或负载类型而定。

永磁同步电机在转子上嵌了永磁体后,由永磁体来建立转子磁场,在正常工作时转子与定子磁场同步运行,转子中无感应电流,不存在转子电阻损耗,只此一项可提高电机效率百分之40到50。

  由于在水磁电机转子中无感应电流励磁,定子绕组有可能呈纯阻性负载,使电机功率因数几乎为1。永磁同步电机在负载率大于百分之20时,其运行效率和运行功率因数随之变化不大,且运行效率大于百分之80.而关于它的起动转矩。异步电机起动时,要求电机具有足够大的起动转矩,但又希望起动电流不要太大,以免电网产生过大的电压降落而影响接在电网上的其他电机和电气设备的正常运行。

  此外,起动电流过大时,将使电机本身受到过大电做力的冲击,如果经常起动,还有使绕组过热的危险。因此,异步电机的起动设计往往面临着两难选择。永磁同步电机一般也采用异步起动方式,由于永磁同步电机正常工作时转子绕组不起作用,在设计永磁电机时,可使转子绕组完全满足高起动转矩的要求,例如使起动转矩倍数由异步电机的1.8倍上升到2.5倍,甚至更大,较好地解决了动力设备中“大马拉小车”的现象。

3. 永磁同步电机电磁转矩方程由来?

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永磁直流电机按照有无电刷可分为永磁无刷直流电机和永磁有刷直流电机。永磁直流电机是用永磁体建立磁场的一种直流电机。永磁直流电机广泛应用于各种便携式的电子设备或器具中,如录音机、VCD机、电唱机、电动按摩器及各种玩具,也广泛应用于汽车、摩托车、干手器、电动自行车、蓄电池车、船舶、航空、机械等行业,在一些高精尖产品中也有广泛应用,如录像机、复印机、照相机、手机、精密机床、银行点钞机、捆钞机等。

有刷电机的定子上安装有固定的主磁极和电刷,转子上安装有电枢绕组和换向器。直流电源的电能通过电刷和换向器进入电枢绕组,产生电枢电流,电枢电流产生的磁场与主磁场相互作用产生电磁转矩,使电机旋转带动负载。由于电刷和换向器的存在,有刷电机的结构复杂,可靠性差,故障多,维护工作量大,寿命短,换向火花易产生电磁干扰。

向左转|向右转

有刷直流电机的工作原理图如图所示。在有刷直流电机的固定部分有磁铁,这里称作主磁极;固定部分还有电刷。转动部分有环形铁芯和绕在环形铁芯上的绕组。

图所示的两极有刷直流电机的固定部分(定子)上装设了一对直流励磁的静止的主磁极N和S,在旋转部分(转子)上装设电枢铁芯。定子与转子之间有一气隙。在电枢铁芯上放置了由A和X两根导体连成的电枢线圈,线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片上,此铜片称为换向片。换向片之间互相绝缘,由换向片构成的整体称为换向器。换向器固定在转轴上,换向片与转轴之间亦互相绝缘。在换向片上放置着一对固定不动的电刷B1和B2,当电枢旋转时,电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通。

4. 永磁同步电机电磁转矩变化曲线分析

要看使用场所和负载。开关磁阻电机和步进电机类似不过步进电机转子是永磁,磁阻电机是带有凸极的铁芯,扭矩大。

同步电机功率密度高,调速容易,大功率永磁同步电机和异步电机一样,起动过程复杂,抗过载不如异步电机好,对冷却系统要求高,价格贵。

5. 永磁同步电机电磁转矩计算

永磁同步电机的失步扭矩的测定步骤:用电机测试系统给电机均匀逐步加载,直到电机失步时的负载扭矩大小称为失步扭矩。要准确测量失步扭矩,需要测功系统中的负载控制精度要足够好,才能最大程度减少误差。致远电子的MPT电机测试系统使用了伺服电机作为负载,能提供优秀的负载控制精度,满足对失步扭矩的测试需求。

6. 永磁同步电机电磁转矩表

直流电机一种用直流电运行的电机,直流电机通常是有刷的或同步的,有刷直流电机通过内部换向、固定永磁体和旋转的电磁铁直接从提供给电机的直流电中产生转矩

7. 永磁同步电机电磁转矩和转速的关系

交流异步电机与永磁同步电机的主要区别如下。

1、工作原理不同

交流异步电动机基本原理是,转子绕组切割旋转磁场,产生感应电流,感应电流在磁场中受电磁力矩作用,转子跟着旋转磁场转动。转子转速永远小于旋转磁场转速。

交流永磁同步电机,转子磁场与旋转磁场相互作用,产生斥推力,使永磁转子和旋转磁场同步转动。

2、结构不同

异步电动机有转子绕组,永磁同步电机转子是永磁磁极。

8. 永磁同步电机的电磁转矩

永磁同步电动机的启动和运行是由定子绕组、转子鼠笼绕组和永磁体这三者产生的磁场的相互作用而形成。

电动机静止时,给定子绕组通入三相对称电流,产生定子旋转磁场,定子旋转磁场相对于转子旋转在笼型绕组内产生电流,形成转子旋转磁场,定子旋转磁场与转子旋转磁场相互作用产生的异步转矩使转子由静止开始加速转动。

在这个过程中,转子永磁磁场与定子旋转磁场转速不同,会产生交变转矩。

当转子加速到速度接近同步转速的时候,转子永磁磁场与定子旋转磁场的转速接近相等,定子旋转磁场速度稍大于转子永磁磁场,它们相互作用产生转矩将转子牵入到同步运行状态。

在同步运行状态下,转子绕组内不再产生电流。此时转子上只有永磁体产生磁场,它与定子旋转磁场相互作用,产生驱动转矩。

由此可知,永磁同步电动机是靠转子绕组的异步转矩实现启动的。

启动完成后,转子绕组不再起作用,由永磁体和定子绕组产生的磁场相互作用产生驱动转矩。

9. 永磁同步电机电磁转矩方程

根据永磁同步电机工作原理可知,永磁同步电机扭矩上不来的主要原因有以下两个方面:

一是永磁同步电机内部磁场强度降低。

由于电机内部温度升高等原因可能导致永磁同步电机内部永磁体去磁效应增大,因此导致永磁体磁场强度降低。磁场强度降低必然引起永磁同步电机扭矩下降。

二是永磁同步电机绕组线圈电阻变大。

永磁同步电机绕组线圈电阻变大会导致电机电流降低,由此引起永磁同步电机扭矩下降。

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