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      無刷直流永磁電機是一種時代產物

      2018-07-24

      永磁電機

          交流同步電動機具有良好的運行性能,但其啟動性能差;交流感應電動機具有結構簡單、運行可靠的特點,但其調節性能差;直流電動機因其具有良好的調節性能和啟動性能而被產業界廣泛地應用。但是,對于有刷直流電動機而言,由于存在電刷換向器的機械接觸機構,導致造價高,并伴有換向火花、電磁干擾、壽命短和可靠性等問題,從而又限止了它的使用范圍。

          長期以來,人們希望能夠在保持有刷直流電動機的良好調節性能和啟動性能的前提下,消除其不足之處。經過較長時間的摸索,實現了電子換向(代替了機械換向);把原先處于電動機內部的旋轉電樞轉變為置于外部的靜止電樞;同時反置于電動機外部的靜止磁場轉變成電機內部的旋轉磁場,最終的結果是將有刷直流電動機轉變成無刷直流永磁電動機。

      無刷直流水磁電機與有刷直流電機比較

          無刷直流永磁電動機是在有刷直流電動機的基礎上發展起來的。從宏觀上分析,無刷直流永磁電動機和有刷直流電動機具有相同的運行機理:施加在電動機上的電壓都是恒定不變的直流電壓,輸入電動機的電流都是直流電流,作用在電樞線圈上的電壓極性和通過電樞線圈的電流方向都是交變的,電樞線圈內的感應電動勢的波形基本上相似、方向交變。因此,我們對兩者持有的設計思路和設計方法基本上是一致的,只是某些具體的計算略有不同。

          無刷直流永磁電動機和有刷直流電動機雖然具有相同的運行機理,但在運行性能方面存在著一定的差異:有刷直流電動機電樞繞組的元件數和換向器的換向片數多于無刷直流電動機電樞繞組的相數;在運行過程中,有刷直流電動機的磁極磁場與電樞磁場始終處于正交變狀態,而無刷直流電動機的磁極磁場與電樞磁場始終在某一角度位置范圍內變動,正交狀態僅是其中的一個瞬時位置。因此,在其他條件相同的情況下,在運行過程中,無刷直流電動機的力矩脈動要大于有刷直流電動機的力矩脈動;無刷直流電動機的電磁力矩要小于有刷直流電動機的電磁力矩。

          交流永磁同步電動機內部存在著兩個磁場:一個是電樞磁場,另一個是由轉子永磁體產生的磁極磁場。當三相電機繞組內通入三相電流時,便在定子內腔的氣隙內產生一個旋轉的電樞磁場。

      永磁同步電動機應用

          一般交流永磁同步電動機是在微電子器件、電力電子器件、變流技術、計算技術和現代控制技術的支持下,實現無刷自同步,即把一般交流永磁同步電動機轉變成為自控式永磁同步電動機。獲得與傳統直流電動機一樣良好調節性能和啟動性能;但是,電動機本體內部的電磁關系和運行機理基本上沒有變化。因此,一般交流永磁同步電動機的設計理念和計算方法基本上適用于自控式永磁同步電動機,只是設計人員必須根據不同的技術要求,采取不同的實施策略和方案。

          自控式永磁同步電動機與無刷直流永磁電動機,就電動機本體而言,基本上具有一樣的結構:三相電樞繞組設置在定子上,永磁體磁極設置在轉子上。

          目前,各種類型的永磁電機廣泛應用到國民經濟的各個領域,比如在家電、情況、機械、汽車工業、造紙工業、紡織工業、精密機床工業和軍事工業等制造領域內得到了廣泛的應用,并正處于大力發展的階段。


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