Strukturen og arbeidsprinsippet til
permanent magnet synkronmotor
1. Strukturen til permanent magnet synkron motor
Permanent magnet synkronmotor (PMSM) består hovedsakelig av rotor, endedeksel og stator. Hovedstrukturen er: aksel, rotor, statorkjerne, statorvikling, base og kjølevifte.
Den permanentmagnetiske synkronmotoren består av statorkjerne og vikling, som genererer et synkront roterende magnetfelt. Statorens funksjon er å generere magnetfelt under drift av motoren. Etter at den symmetriske trefasevekselstrømmen er ført inn i den trefasede statorviklingen, genereres et roterende magnetfelt som roterer langs det indre sirkelrommet til statoren og rotoren med en synkron hastighet. Statoren til den trefasede permanentmagnetiske synkronmotoren er ikke mye forskjellig fra den til den trefasede AC asynkronmotoren i struktur.
Den første formen:en rotor med en permanent magnetpol installert på den periferiske overflaten av rotorkjernen kalles en overflateutstikkende permanentmagnetrotor.
Den andre formen:den permanente magnetpolen er innebygd på overflaten av rotorkjernen, som kalles en overflateinnstøpt permanentmagnetrotor.
Den tredje formen:Det er mer vanlig å bruke i større motorer for å legge inn permanente magneter inne i rotoren, som kalles en innebygd permanentmagnetrotor (eller innebygd permanentmagnetrotor eller innebygd permanentmagnetrotor). Den permanente magneten er innebygd inne i rotorkjernen, og det er spor for montering av permanente magneter i kjernen. Hovedarrangementet av permanente magneter er vist i figuren. I hver form er det en kombinasjon av flere lag med permanente magneter.
2. Arbeidsprinsipp for synkronmotor med permanent magnet
Permanent magnet synkronmotorer er vanligvis utstyrt med en roterende transformator (resolver), som vist på figuren. Det er en elektromagnetisk sensor som brukes til å oppdage rotorens posisjon og hastighet. Prinsippet til resolveren er i utgangspunktet det samme som for transformatoren.
Resolveren til den permanentmagnetiske synkronmotoren bruker en reluktansoppløser, og rotoren er en rotorkjerne uten rotorviklinger. Rotoren er laget av en spesiell form med en jernkjerne, og utgangsspenningen endres i amplitude i henhold til gapet mellom rotorkjernen og statorkjernen (amplitudemodulasjonstype).
Den permanentmagnetiske synkronmotoren er en enhet der magnetfeltet til elektromagneten og magnetfeltet til permanentmagneten trekker hverandre for å generere kraft og bevegelse, som vist i figuren.
Den trefasesymmetriske vekselstrømmen er koblet til motorstatorens trefasevikling for å generere et roterende magnetfelt. I henhold til prinsippet om at motsatte poler tiltrekker hverandre og like poler frastøter hverandre, uansett hva den innledende relative posisjonen til statorens roterende poler og de permanente magnetiske polene er, vil statorens roterende poler alltid dra rotoren til å rotere synkront pga. den magnetiske kraften.
Karakteristikk av permanent magnet synkronmotor
Liten størrelse, lett vekt og høy effekttetthet. Bruken av høyytelses ultrasterke permanentmagnetiske materialer har kraftig redusert størrelsen og vekten til permanentmagnetmotorer, og effekttettheten er minst 1,5 ganger den for vanlige trefasede asynkronmotorer.
Høy effektivitet og energisparing. Fordi det magnetiske eksitasjonsfeltet leveres av permanente magneter, trenger ikke permanentmagnetrotoren eksitasjon, og effektiviteten kan være så høy som 90%. Sammenlignet med asynkrone motorer er det høyeffektive driftshastighetsområdet bredt og energibesparelsen er betydelig. Spesielt ved lav hastighet er fordelen mer åpenbar.
Lav temperaturstigning. På grunn av den høye effektiviteten til permanentmagnetmotorer er det ingen motstandstap i rotorviklingen, og det er liten eller nesten ingen reaktiv strøm i statorviklingen, noe som gjør at motortemperaturen stiger lavt og forlenger levetiden til motoren.
Rask respons, bredt hastighetsreguleringsområde, høy pålitelighet, lav støy og jevn drift, egnet for anledninger med middels og høy effekt. For tiden bruker elektriske personbiler generelt synkronmotorer med permanent magnet.
Det kreves en viss mengde permanente magneter, noe som er dyrere enn trefasede asynkronmotorer. I tillegg er permanente magneter utsatt for irreversibel demagnetisering ved høye temperaturer, og deres pålitelighet er lavere enn trefase asynkronmotorer.
