《微特同步电动机PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微特同步电动机PPT课件（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机控制电机控制电机第一节第一节第一节第一节 永磁同步电动机永磁同步电动机永磁同步电动机永磁同步电动机第二节第二节第二节第二节 磁阻同步电动机磁阻同步电动机磁阻同步电动机磁阻同步电动机第三节第三节第三节第三节 磁滞同步电动机磁滞同步电动机磁滞同步电动机磁滞同步电动机第四节第四节第四节第四节 低速同步电动机低速同步电动机低速同步电动机低速同步电动机* *第五节第五节第五节第五节 微特同步电动机的选用微特同步电动机的选用微特同步电动机的选用微特同步电动机的选用1 在一些自动控制系统中，往往要求伺服电动机具在一些自动控制系统中，往往要求伺服电动机具有恒定不变的转
2、速，即要求电动机的转速不随负载和有恒定不变的转速，即要求电动机的转速不随负载和电压的变化而改变。同步电动机就是具有这种特点的电压的变化而改变。同步电动机就是具有这种特点的电动机，稳态运行时它的转子转速与定子电流的频率电动机，稳态运行时它的转子转速与定子电流的频率严格满足如下关系严格满足如下关系 第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 （5-1）旋转磁场的同步转速旋转磁场的同步转速 电机极对数电机极对数 2 作为作为交流伺服电动机交流伺服电动机，按照转子结构的不同，同，按照转子结构的不同，同步电动机主要可分为步电动机主要可分为永磁式永磁式、磁阻式磁阻式和和磁滞式磁滞式三种。三种。这些微特同步
3、电动机的共同特点，就是转子上没有励这些微特同步电动机的共同特点，就是转子上没有励磁绕组，取消了电励磁同步电动机的滑环和电刷，因磁绕组，取消了电励磁同步电动机的滑环和电刷，因而结构简单，运行可靠，维护方便，并且效率较高。而结构简单，运行可靠，维护方便，并且效率较高。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 3第一节第一节 永磁同步电动机永磁同步电动机 世界上第一台电机就是永磁电机，但是早期的永磁世界上第一台电机就是永磁电机，但是早期的永磁材料磁性能很差，致使永磁电机体积很大，非常笨重，材料磁性能很差，致使永磁电机体积很大，非常笨重，因而很快就为电励磁式电机所取代。近年来，随着稀土因而很快就为电
4、励磁式电机所取代。近年来，随着稀土永磁材料的快速发展，特别是永磁材料的快速发展，特别是第三代稀土永磁材料钕铁第三代稀土永磁材料钕铁硼硼（NdFeBNdFeB）的问世，给永磁电机的研究和开发带来了新）的问世，给永磁电机的研究和开发带来了新的活力。从上世纪的活力。从上世纪8080年代初开始，各工业发达国家竟相年代初开始，各工业发达国家竟相研制高性能永磁电机，其中研制高性能永磁电机，其中永磁同步电动机以其高效节永磁同步电动机以其高效节能的优点而倍受关注能的优点而倍受关注。 第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 4一、永磁材料简介一、永磁材料简介第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 5 稀
5、土永磁材料的退磁曲线近似为一条直线稀土永磁材料的退磁曲线近似为一条直线，这对于，这对于永磁电机工作点的稳定，以及永磁电机的设计和分析都永磁电机工作点的稳定，以及永磁电机的设计和分析都是十分有利的。是十分有利的。 矫顽磁动势和内禀漏磁导可由下式计算矫顽磁动势和内禀漏磁导可由下式计算 第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 （5-2）剩余磁密剩余磁密 矫顽力矫顽力 6二、基本结构二、基本结构第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 7 永永磁磁同同步步电电动动机机无无需需再再由由直直流流电电源源提提供供励励磁磁电电流流，不不仅仅无无励励磁磁损损耗耗以以及及与与集集电电环环、电电刷刷有有关关的
6、的损损耗耗，而而且且可可以以提提高高功功率率因因数数，使使电电机机的的 标标观观效效率率 （效效 率率 功功率率 因因 数数 ） 大大 为为 提提 高高 ， 具具 有有 显显 著著 的的 节节 能能 效效 果果 。 永永磁磁同同步步电电动动机机的的 无无刷刷结结构构 是是其其另另一一个个突突出出的的优优点点，与与一一般般电电励励磁磁同同步步电电动动机机相相比比，永永磁磁体体宛宛如如一一个个集集成成块块，集集励励磁磁电电源源、引引入入装装置置（集集电电环环、电电刷刷）和和励励 磁磁 绕绕 组组 于于 一一 体体 ， 使使 转转 子子 结结 构构 得得 以以 简简 化化 。 不仅如此，不仅如此，
7、采用性能优良的永磁材料可以减小永采用性能优良的永磁材料可以减小永磁体体积，磁体体积， 使转子磁路结构使转子磁路结构灵活多样灵活多样，以适应不同技，以适应不同技术要求的需要。术要求的需要。 第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 8三、工作原理三、工作原理第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 9四、运行特性四、运行特性1. 1. 参数关系参数关系 同步电动机的主要参数是直、交轴同步电抗，它同步电动机的主要参数是直、交轴同步电抗，它们的大小关系决定于直、交轴磁路的磁阻情况。在永们的大小关系决定于直、交轴磁路的磁阻情况。在永磁同步电动机中，一般情况下磁同步电动机中，一般情况下 第五章第五章
8、 微特同步电动机微特同步电动机 10第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 112. 2. 矩角特性矩角特性 按照电励磁同步电动机的推导方法，可以得到永按照电励磁同步电动机的推导方法，可以得到永磁同步电动机的电磁转矩磁同步电动机的电磁转矩第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 （5-3）同步机械角频率同步机械角频率 励磁转矩励磁转矩 磁阻转矩磁阻转矩 12 上式说明，在电源电压上式说明，在电源电压U U1 1和频率和频率f f1 1保持不变时，永保持不变时，永磁同步电动机的电磁转矩磁同步电动机的电磁转矩T Te e仅是功率角仅是功率角的函数。的函数。 第五章第五章 微特同步电动机微特同
9、步电动机 励磁转矩励磁转矩 磁阻转矩磁阻转矩 合成转矩合成转矩 13五、起动问题五、起动问题 当当由由工工频频电电源源直直接接供供电电时时，由由于于定定子子旋旋转转磁磁场场与与转转子子永永磁磁体体磁磁场场之之间间有有相相对对转转动动，不不能能产产生生恒恒定定方方向向的电磁转矩，造成起动困难。的电磁转矩，造成起动困难。 第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 14 造成永磁同步电动机不能直接起动的原因可归结为：造成永磁同步电动机不能直接起动的原因可归结为： (1) (1) 转子本身一定的惯性；转子本身一定的惯性； (2) (2) 起动瞬间定、转子磁场之间转速相差过大。起动瞬间定、转子磁场之间
10、转速相差过大。 如果是如果是电励磁同步电动机电励磁同步电动机， 可以把励磁绕组短接可以把励磁绕组短接（必须串入一较大电阻）而顺利起动，而永磁同步电动（必须串入一较大电阻）而顺利起动，而永磁同步电动机显然无法采用这种方法。机显然无法采用这种方法。 为克服这一困难，为克服这一困难， 永磁同步电动机的转子一般设计永磁同步电动机的转子一般设计成成磁钢内埋式结构磁钢内埋式结构， 转子表面装有和异步电动机相似的转子表面装有和异步电动机相似的笼型绕组（如图笼型绕组（如图5-25-2所示），所示）， 称为称为自起动永磁同步电动自起动永磁同步电动机机。 第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 15 当永磁同
11、步电动机起动时，依靠笼型绕组产生如同当永磁同步电动机起动时，依靠笼型绕组产生如同异步电动机工作时一样的起动转矩，异步电动机工作时一样的起动转矩， 带动转子旋转起带动转子旋转起来。等到转子转速上升到接近同步速时，依靠定子旋转来。等到转子转速上升到接近同步速时，依靠定子旋转磁场与转子永磁体的相互吸引把转子牵入同步。这就是磁场与转子永磁体的相互吸引把转子牵入同步。这就是所谓的所谓的“异步起动，同步运行异步起动，同步运行”。 在整个起动过程中，笼型绕组产生在整个起动过程中，笼型绕组产生异步起动转矩异步起动转矩，而永磁体产生而永磁体产生发电制动转矩发电制动转矩，但当达到同步速时，异步，但当达到同步速时，
12、异步起动转矩为零，而发电制动转矩转变为同步牵引转矩，起动转矩为零，而发电制动转矩转变为同步牵引转矩，带动电动机正常同步运行。可见，带动电动机正常同步运行。可见，对于自起动永磁同步对于自起动永磁同步电动机来说，永磁体和笼型起动绕组之间的合理设计是电动机来说，永磁体和笼型起动绕组之间的合理设计是十分重要的。十分重要的。 第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 16第二节第二节 磁阻同步电动机磁阻同步电动机 磁阻同步电动机磁阻同步电动机又称为又称为反应式同步电动机反应式同步电动机，这种，这种电机的转子本身没有磁性，只是利用磁场中可移动部电机的转子本身没有磁性，只是利用磁场中可移动部件企图使磁路磁
13、阻最小的原理，依靠转子件企图使磁路磁阻最小的原理，依靠转子两个正交方两个正交方向磁阻的不同向磁阻的不同而产生转矩，这种转矩称为而产生转矩，这种转矩称为磁阻转矩磁阻转矩或或反应转矩反应转矩。 磁阻同步电动机由于结构简单，成本低廉，获得磁阻同步电动机由于结构简单，成本低廉，获得了较为广泛的应用。磁阻同步电动机有单相的和三相了较为广泛的应用。磁阻同步电动机有单相的和三相的，功率从几瓦到几百瓦。的，功率从几瓦到几百瓦。 第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 17一、基本结构一、基本结构第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 18二、工作原理二、工作原理第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动
14、机 19三、运行特性三、运行特性 根据式（根据式（5-55-5）可以知道磁阻同步电动机的磁阻转矩）可以知道磁阻同步电动机的磁阻转矩为为第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 （5-6）20 上上式式说说明明，要要产产生生较较大大的的磁磁阻阻转转矩矩，X Xd d、X Xq q的的差差值值越越大大越越好好，即即应应尽尽可可能能增增大大转转子子直直、交交轴轴磁磁路路之之间间的的磁磁阻阻差差。为为此此，磁磁阻阻同同步步电电动动机机的的转转子子除除具具有有凸凸极极结结构构外外，还还在在转转子子铁铁心心中中设设置置隔隔离离槽槽，并并适适当当加加大大凸凸极极极极弧弧，以以增增大大直直、交交轴轴磁磁阻阻
15、差差，提提高高电电动动机机的的输输出出转转矩矩，如如图图5-5-1010所示。所示。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 21四、起动问题四、起动问题第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 22第三节第三节 磁滞同步电动机磁滞同步电动机 磁滞同步电动机的转子是用磁滞同步电动机的转子是用硬磁材料硬磁材料做成的，这种做成的，这种硬磁材料具有比较宽的磁滞回环，其硬磁材料具有比较宽的磁滞回环，其剩磁密度剩磁密度B Br r和和矫顽矫顽力力H Hc c要比软磁材料大，如图要比软磁材料大，如图5-125-12所示。所示。 磁滞电动机的主要优点是结构简单，运转可靠，起磁滞电动机的主要优点是结构简单
16、，运转可靠，起动转矩大，动转矩大， 不需要装任何起动装置就能平稳地牵入同不需要装任何起动装置就能平稳地牵入同步。目前，磁滞同步电动机主要应用于无线电通讯、自步。目前，磁滞同步电动机主要应用于无线电通讯、自动记录、传真及遥控装置等，动记录、传真及遥控装置等， 其中其中50W50W以下小功率的应以下小功率的应用最为广泛。用最为广泛。 第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 23一、基本结构一、基本结构第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 24二、工作原理二、工作原理第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 25三、运行特性三、运行特性 一般情况下，一般情况下，磁滞角磁滞角的大小与定子磁
17、场相对于转子的大小与定子磁场相对于转子的速度无关，它决定于转子所用硬磁材料的性质。当转的速度无关，它决定于转子所用硬磁材料的性质。当转子在低于同步速运行时，不管转子转速如何，在定子旋子在低于同步速运行时，不管转子转速如何，在定子旋转磁场的反复磁化下，转子的磁滞角都是相同的，因此转磁场的反复磁化下，转子的磁滞角都是相同的，因此所产生的磁滞转矩所产生的磁滞转矩T TZ Z与转子转速与转子转速n n无关。因此，无关。因此，在异步起在异步起动到同步运行的过程中，磁滞转矩保持恒定动到同步运行的过程中，磁滞转矩保持恒定，如图，如图5-155-15所示。所示。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 26
18、第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 27 除了磁滞转矩以外，当转子在低于同步速运行时，除了磁滞转矩以外，当转子在低于同步速运行时，转子和定子旋转磁场之间存在相对运动，磁滞转子也会转子和定子旋转磁场之间存在相对运动，磁滞转子也会切割旋转磁场而产生涡流，转子涡流与旋转磁场相互作切割旋转磁场而产生涡流，转子涡流与旋转磁场相互作用而产生用而产生涡流转矩涡流转矩T TB B。这种涡流转矩的基本特点与异步。这种涡流转矩的基本特点与异步电动机的电磁转矩是相似的，即电动机的电磁转矩是相似的，即T TB B的大小与转子切割定的大小与转子切割定子旋转磁场的相对速度有关，是随着转子转速的增加而子旋转磁场的相
19、对速度有关，是随着转子转速的增加而减小的。减小的。当转子以同步转速旋转时，涡流转矩即为零，当转子以同步转速旋转时，涡流转矩即为零，如图如图5-155-15所示。所示。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 28 考虑磁滞转矩考虑磁滞转矩TZ和涡流转矩和涡流转矩TB的特点后，磁滞同步的特点后，磁滞同步电动机电动机总的电磁转矩总的电磁转矩为为第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 （5-7） 磁滞同步电动机最可贵的特点是具有很大的起动转磁滞同步电动机最可贵的特点是具有很大的起动转矩，矩，因而它不要附设任何起动绕组或起动装置就能很快因而它不要附设任何起动绕组或起动装置就能很快自行起动，这是磁
20、滞同步电动机与其它类型同步电动机自行起动，这是磁滞同步电动机与其它类型同步电动机相比所具有的最大优点。相比所具有的最大优点。 29第四节第四节 低速同步电动机低速同步电动机* * 在许多自动控制系统中，需要在许多自动控制系统中，需要低转速、大转矩低转速、大转矩的电的电动机，同时要求稳态转速恒定不变。但是，一般的同步动机，同时要求稳态转速恒定不变。但是，一般的同步电动机转速都等于同步速。由于电机结构上的限制，电电动机转速都等于同步速。由于电机结构上的限制，电机极数不能做得很多，所以在工频电源供电时电机转速机极数不能做得很多，所以在工频电源供电时电机转速就比较高。若用齿轮减速器，齿轮之间的间隙常常
21、引起就比较高。若用齿轮减速器，齿轮之间的间隙常常引起系统一定范围内的振荡和系统刚度的降低，因此希望有系统一定范围内的振荡和系统刚度的降低，因此希望有低转速、大转矩的同步电动机。目前，国内外已有不少低转速、大转矩的同步电动机。目前，国内外已有不少低速电动机出现，低速电动机出现，这类电机不需要经过齿轮减速器而直这类电机不需要经过齿轮减速器而直接驱动负载，具有响应迅速、运行稳定的优点。接驱动负载，具有响应迅速、运行稳定的优点。 第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 30 反反应应式式电电磁磁减减速速同同步步电电动动机机的的基基本本结结构构如如图图5-165-16所所示示，定定、转转子子铁铁心心
22、都都做做成成开开口口槽槽，定定子子槽槽中中放放置置三三相相或两相交流绕组，转子则没有绕组。或两相交流绕组，转子则没有绕组。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 31 定定子子旋旋转转磁磁场场转转速速与与转转子子转转速速的的比比（称称为为电电磁磁减减速系数速系数）为）为 第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 （5-8） 转子转速为转子转速为 （5-9）32 为为了了使使电电机机产产生生较较大大的的反反应应转转矩矩，每每极极旋旋转转磁磁场场轴轴线线下下的的定定、转转子子齿齿应应对对齐齐，这这样样可可以以使使磁磁通通经经过过气气隙隙的磁阻最小。这时，定、转子齿数应满足的磁阻最小。这时，定
23、、转子齿数应满足第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 转子转速为转子转速为 （5-10）（5-11）33 可见，可见，当电源频率一定时，电机转速与转子齿数成当电源频率一定时，电机转速与转子齿数成反比。反比。一般低速电动机的定、转子齿数都是很多的。一般低速电动机的定、转子齿数都是很多的。 反应式电磁减速同步电动机与其他低速电动机相比，反应式电磁减速同步电动机与其他低速电动机相比，结构简单，制造方便，成本较低。它的转速可在每分钟结构简单，制造方便，成本较低。它的转速可在每分钟几十转到上百转。几十转到上百转。 第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 34第五节第五节 微特同步电动机的选用微
24、特同步电动机的选用一、微特同步电动机的主要技术数据一、微特同步电动机的主要技术数据 (1) (1) 额定电压额定电压U UN N。 指正常工作时定子电压的有效指正常工作时定子电压的有效值。值。 一般允许上下波动左右。一般允许上下波动左右。 电压过高，电压过高， 电机会发电机会发热，绝缘会受损；电压过低，输出转矩会减小，热，绝缘会受损；电压过低，输出转矩会减小， 电机电机性能变差。性能变差。 (2) (2) 额定电流额定电流I IN N。 指正常工作时定子电流的有效指正常工作时定子电流的有效值。一般不允许定子电流超过额定值，值。一般不允许定子电流超过额定值， 否则长时间运否则长时间运行会引起电机
25、发热，电机参数也会发生变化，行会引起电机发热，电机参数也会发生变化， 影响电影响电机性能。机性能。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 35 (3) (3) 额定频率额定频率f fN N。 指正常工作时给定子绕组供电指正常工作时给定子绕组供电的交流电源的频率。一般常用的频率分为低频和中频的交流电源的频率。一般常用的频率分为低频和中频两类，低频为两类，低频为50Hz50Hz或或60Hz60Hz，中频为，中频为400Hz400Hz。 (4) (4) 最大同步转矩最大同步转矩T Tmaxmax。指在额定电压下电动机能指在额定电压下电动机能够承受的最大负载转矩。够承受的最大负载转矩。 只要负载转
26、矩不超过最大同只要负载转矩不超过最大同步转矩，步转矩， 各种同步电动机都能保持稳定的同步运行状各种同步电动机都能保持稳定的同步运行状态。否则，电动机可能会失步，甚至停转。态。否则，电动机可能会失步，甚至停转。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 36二、微特同步电动机的比较与选用二、微特同步电动机的比较与选用 1. 1. 永磁同步电动机永磁同步电动机 永磁同步电动机是一种节能型电动机，具有较高的永磁同步电动机是一种节能型电动机，具有较高的力能指标，其功率因数可以达到或接近力能指标，其功率因数可以达到或接近1 1。 它采用永磁它采用永磁体励磁，没有励磁损耗及转子损耗，没有集电环、电刷体励磁
27、，没有励磁损耗及转子损耗，没有集电环、电刷等部件及其所产生的损耗，因而电机效率得到很大的提等部件及其所产生的损耗，因而电机效率得到很大的提高。高。 永磁同步电动机的转速与电源频率有严格的关系，永磁同步电动机的转速与电源频率有严格的关系，应用于数控机床能够获得很高的加工精度，还可以应用应用于数控机床能够获得很高的加工精度，还可以应用于化纤、纺织、印染等要求同步驱动的工业领域。于化纤、纺织、印染等要求同步驱动的工业领域。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 37 2. 2. 磁阻同步电动机磁阻同步电动机 磁阻同步电动机是利用转子上两个正交方向磁阻不磁阻同步电动机是利用转子上两个正交方向磁阻不
28、等而产生转矩的原理进行工作的，它的主要特点是结构等而产生转矩的原理进行工作的，它的主要特点是结构简单，简单， 成本低廉，运行可靠。成本低廉，运行可靠。 其转子总是采用凸极结其转子总是采用凸极结构，并在转子铁心内适当设置隔磁块或隔离槽，使转子构，并在转子铁心内适当设置隔磁块或隔离槽，使转子直、交轴方向的磁阻有较大差值，从而提高电磁转矩。直、交轴方向的磁阻有较大差值，从而提高电磁转矩。但是，这类电动机励磁电流较大，功率因数较低，效率但是，这类电动机励磁电流较大，功率因数较低，效率较低。较低。 磁阻同步电动机主要用于容量较小的同步驱动系统磁阻同步电动机主要用于容量较小的同步驱动系统中，如可用于电子设
29、备、记录仪器、光学仪器及摄影、中，如可用于电子设备、记录仪器、光学仪器及摄影、录音和录像等设备中。录音和录像等设备中。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 38 3. 3. 磁滞同步电动机磁滞同步电动机 磁滞同步电动机一种利用磁滞转矩起动并同步运行磁滞同步电动机一种利用磁滞转矩起动并同步运行的电动机，它的突出优点是具有自起动能力，不需要加的电动机，它的突出优点是具有自起动能力，不需要加装任何起动装置就能直接自行起动，且平滑地进入同步装任何起动装置就能直接自行起动，且平滑地进入同步运行状态。另外，磁滞同步电动机的转子没有一定的极运行状态。另外，磁滞同步电动机的转子没有一定的极性，其极数由定
30、子绕组决定，所以在定子上安装不同极性，其极数由定子绕组决定，所以在定子上安装不同极对数的绕组，便可以在工频电源下得到不同转速的多速对数的绕组，便可以在工频电源下得到不同转速的多速电动机。电动机。 磁滞同步电动机适用于恒速传动的自动化装置或自磁滞同步电动机适用于恒速传动的自动化装置或自动控制系统，例如在记录仪器、传真机和精确的自动计动控制系统，例如在记录仪器、传真机和精确的自动计时装置中作为驱动元件。时装置中作为驱动元件。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 39 4. 4. 低速同步电动机低速同步电动机 低速同步电动机是利用定、转子开口槽造成气隙磁低速同步电动机是利用定、转子开口槽造成气
31、隙磁阻变化的原理而工作的，它的优点是在起动、正反转运阻变化的原理而工作的，它的优点是在起动、正反转运行时，电流变化不大，这对供电电源较为有利。这类电行时，电流变化不大，这对供电电源较为有利。这类电动机的起动主要依靠其本身的同步转矩，因此当电源频动机的起动主要依靠其本身的同步转矩，因此当电源频率较高或转子惯性较大时，往往不易自行起动。采用电率较高或转子惯性较大时，往往不易自行起动。采用电机转轴与负载轴弹性联接的方法，可以改善电机的起动机转轴与负载轴弹性联接的方法，可以改善电机的起动性能。性能。 低速同步电动机在自动控制系统中主要作为驱动元低速同步电动机在自动控制系统中主要作为驱动元件使用。件使用
32、。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 40本章小结本章小结 微微特特同同步步电电动动机机和和普普通通交交流流同同步步电电动动机机一一样样，稳稳态态运运行行时时转转子子转转速速恒恒为为同同步步转转速速，可可以以使使用用在在转转速速要要求求恒恒定定的的自自动动控控制制系系统统中中。本本章章主主要要对对比比较较典典型型的的永永磁磁同同步步电电动动机机、磁磁阻阻同同步步电电动动机机和和磁磁滞滞同同步步电电动动机机的的基基本本结结构构、工作原理和运行特性进行了介绍。工作原理和运行特性进行了介绍。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 41 永永磁磁同同步步电电动动机机是是随随着着永永磁磁材材
33、料料的的快快速速发发展展而而得得到到广广泛泛应应用用的的高高效效率率电电动动机机，它它不不需需要要直直流流电电源源提提供供励励磁磁电电流流，不不仅仅无无励励磁磁损损耗耗以以及及与与集集电电环环、电电刷刷有有关关的的损损耗耗，而而且且可可以以提提高高功功率率因因数数，使使电电动动机机的的力力能能指指标标大大为为提提高高。永永磁磁同同步步电电动动机机采采用用异异步步起起动动，即即在在转转子子上上装装设设笼笼型型起起动动绕绕组组，在在起起动动过过程程中中产产生生异异步步起起动动转转矩矩，克克服服永永磁磁体体产产生生的的发发电电制制动动转转矩矩。待待转转子子转转速速接接近近同同步步速速时时，依依靠靠永
34、永磁磁体体的的牵牵入入转转矩矩将将转转子子牵牵入入同同步步。在在同同步步运运行行时时，笼笼型起动绕组不再起作用。型起动绕组不再起作用。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 42 磁磁阻阻同同步步电电动动机机的的转转子子本本身身没没有有磁磁性性，只只是是利利用用磁磁通通试试图图经经过过磁磁阻阻最最小小路路径径的的原原理理，依依靠靠转转子子两两个个正正交交方方向向磁磁阻阻的的不不相相等等而而产产生生电电磁磁转转矩矩，这这种种转转矩矩称称为为磁磁阻阻转转矩矩或或反反应应转转矩矩。磁磁阻阻同同步步电电动动机机同同样样存存在在起起动动困困难难的的问问题，所以也需要在转子上另外加装笼型起动绕组。题，
35、所以也需要在转子上另外加装笼型起动绕组。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 43 磁磁滞滞同同步步电电动动机机的的转转子子由由硬硬磁磁材材料料制制成成。硬硬磁磁材材料料的的磁磁滞滞现现象象非非常常显显著著，其其磁磁滞滞回回线线较较宽宽，剩剩余余磁磁密密和和矫矫顽顽力力都都很很大大，表表现现为为硬硬磁磁材材料料磁磁化化时时，阻阻碍碍磁磁分分子子运运动动的的摩摩擦擦力力很很大大。磁磁滞滞同同步步电电动动机机就就是是利利用用这这种种磁磁滞滞现现象象而而产产生生磁磁滞滞转转矩矩的的。当当然然，磁磁滞滞同同步步电电动动机机还还存存在在一一定定的的涡涡流流转转矩矩，总总的的电电磁磁转转矩矩是是磁磁
36、滞滞转转矩矩和和涡涡流流转转矩矩的的合合成成。磁磁滞滞同同步步电电动动机机的的最最大大优优点点在在于于它它具具有有很很大大的的起起动动转矩转矩，因而不需要附设任何起动绕组就能自行起动。，因而不需要附设任何起动绕组就能自行起动。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 44 本章还介绍了本章还介绍了反应式电磁减速同步电动机反应式电磁减速同步电动机的基本结的基本结构及原理，它是通过增加定、转子齿数来实现构及原理，它是通过增加定、转子齿数来实现低速大转低速大转矩矩目的的。这种低速同步电动机结构简单，制造方便，目的的。这种低速同步电动机结构简单，制造方便，成本较低，其转速可达每分钟几十转到上百转。成本较低，其转速可达每分钟几十转到上百转。 本章最后介绍了微型同步电动机的选用，给出同步本章最后介绍了微型同步电动机的选用，给出同步电动机的主要技术数据，并对上述四种同步电动机的特电动机的主要技术数据，并对上述四种同步电动机的特点及应用进行了比较。点及应用进行了比较。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 45
