Strukturen og arbejdsprincippet for
permanent magnet synkronmotor
1. Strukturen af permanent magnet synkron motor
Permanent magnet synkronmotor (PMSM) består hovedsageligt af rotor, endedæksel og stator. Hovedstrukturen er: aksel, rotor, statorkerne, statorvikling, base og køleventilator.
Den permanentmagnetiske synkronmotor består af statorkerne og vikling, der genererer et synkront roterende magnetfelt. Statorens funktion er at generere magnetfelt under driften af motoren. Efter at den symmetriske trefasede vekselstrøm er ført ind i den trefasede statorvikling, genereres et roterende magnetfelt, der roterer langs statorens og rotorens indre cirkelrum med en synkron hastighed. Statoren af den trefasede permanentmagnet synkronmotor er ikke meget forskellig fra den for den trefasede AC asynkronmotor i strukturen.
Den første form:en rotor med en permanent magnet pol installeret på den periferiske overflade af rotorkernen kaldes en overflade udragende permanent magnet rotor.
Den anden form:den permanentmagnetiske pol er indlejret på overfladen af rotorkernen, hvilket kaldes en overfladeindlejret permanentmagnetrotor.
Den tredje form:Det er mere almindeligt brugt i større motorer til at indlejre permanente magneter inde i rotoren, hvilket kaldes en indlejret permanentmagnetrotor (eller indbygget permanentmagnetrotor eller indlejret permanentmagnetrotor). Den permanente magnet er indlejret i rotorkernen, og der er slidser til montering af permanente magneter i kernen. Hovedarrangementet af permanente magneter er vist på figuren. I hver form er der en kombination af flere lag af permanente magneter.
2. Arbejdsprincip for permanent magnet synkronmotor
Permanent magnet synkronmotorer er generelt udstyret med en roterende transformer (resolver), som vist på figuren. Det er en elektromagnetisk sensor, der bruges til at registrere rotorens position og hastighed. Princippet for resolveren er stort set det samme som for transformeren.
Resolveren af den permanentmagnetiske synkronmotor vedtager en reluktansresolver, og dens rotor er en rotorkerne uden rotorviklinger. Rotoren er lavet af en speciel form med en jernkerne, og udgangsspændingen ændrer sig i amplitude i henhold til mellemrummet mellem rotorkernen og statorkernen (amplitudemodulationstype).
Den permanentmagnetiske synkronmotor er en enhed, hvor elektromagnetens magnetfelt og permanentmagnetens magnetfelt trækker hinanden for at generere kraft og bevægelse, som vist på figuren.
Den trefasede symmetriske vekselstrøm er forbundet til motorstatorens trefasevikling for at generere et roterende magnetfelt. Ifølge princippet om at modsatte poler tiltrækker hinanden og ens poler frastøder hinanden, uanset hvad den indledende relative position af statorroterende poler og de permanentmagnetiske poler er, vil statorroterende poler altid trække rotoren til at rotere synkront pga. den magnetiske kraft.
Karakteristika for permanent magnet synkronmotor
Lille størrelse, let vægt og høj effekttæthed. Anvendelsen af højtydende ultra-stærke permanentmagnetiske materialer har i høj grad reduceret størrelsen og vægten af permanentmagnetmotorer, og effekttætheden er mindst 1,5 gange den for almindelige trefasede asynkrone motorer.
Høj effektivitet og energibesparelse. Fordi det magnetiske excitationsfelt leveres af permanente magneter, behøver permanentmagnetrotoren ikke excitation, og effektiviteten kan være så høj som 90%. Sammenlignet med asynkrone motorer er det højeffektive driftshastighedsområde bredt, og energibesparelsen er betydelig. Især ved lav hastighed er fordelen mere åbenlys.
Lav temperaturstigning. På grund af den høje effektivitet af permanentmagnetmotorer er der intet modstandstab i rotorviklingen, og der er ringe eller næsten ingen reaktiv strøm i statorviklingen, hvilket får motortemperaturen til at stige lavt og forlænger motorens levetid
Hurtig respons, bredt hastighedsreguleringsområde, høj pålidelighed, lav støj og jævn drift, velegnet til lejligheder med medium og høj effekt. På nuværende tidspunkt bruger elektriske personbiler generelt synkronmotorer med permanent magnet.
Der kræves en vis mængde permanente magneter, hvilket er dyrere end trefasede asynkronmotorer. Derudover er permanente magneter tilbøjelige til irreversibel afmagnetisering ved høje temperaturer, og deres pålidelighed er lavere end trefasede asynkronmotorer.
