永磁电机和感应电机PMIM教育训练

永磁电机和感应电机PMIM教育训练第1页/共41页马达是能量交换装置2电能机械能第2页/共41页常见马达分类3ElectricMotorsAlternatingCurrent(AC)MotorsDirectCurrent(DC)MotorsSynchronousInductionThree-PhaseSingle-PhaseSelfExcitedSeparatelyExcitedSeriesShuntCompoundPMPM后面主要以正弦波供电的PMSM和IM为分析对象(电动机)。BLDCM第3页/共41页马达如何转动？4F=BIL(sin)橡皮筋效应第4页/共41页直流电机交流电机？5第5页/共41页绕组磁势6第6页/共41页F()ti(t)t=0F()2t=t1ti(t)t1ti(t)t2F()2t=t2F()2ti(t)t3t=t3F()t=t4ti(t)t47第7页/共41页8第8页/共41页三相绕组基波合成磁动势9旋转电机直线电机第9页/共41页10第10页/共41页ACmotors11第11页/共41页三相绕组谐波合成磁动势（常规绕组）123次及3的倍数次谐波5次谐波7次谐波GIEM谐波电机第12页/共41页单节距集中绕组在永磁电机中常用到的一种绕组(优点：端部小)。GIEM的扁平曳引机就是使用谐波磁势运行的一种永磁电机。举例：36s40p是9s10p的扩充，9s的磁势波含有幅值较高的两种磁势波，一种是5次（与基波转向相反），一种是4次（与基波转向相同）。注意：9s10p不是一种常规的绕组结构，所以含有偶数次的磁势波。从上面分析，可以看出当前GIEM曳引机可以做32极方案，槽数和绕线不变，只是马达的转向会发生变化。常规IM马达就没有办法获得这种绕组的优点。13第13页/共41页现代电机控制可以随意控制电机磁场14球形电机第14页/共41页结构(IM)15第15页/共41页16第16页/共41页结构(PM)17其它结构详见教科书吉亿目前的曳引机均为SPM结构，工业马达均为IPM结构。第17页/共41页18第18页/共41页IM马达的3种工作状态19第19页/共41页工作原理(IM)20转矩如何产生？P：极数Bp：气隙磁密Fp：转子磁势（转子电流）第20页/共41页21第21页/共41页22第22页/共41页工作原理(PM)23第23页/共41页241:永磁转矩2:磁阻转矩3:合成转矩第24页/共41页

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第25页/共41页交轴电枢反应用DM模型来代替26第26页/共41页工作特性(IM)27变压器T型电路第27页/共41页28第28页/共41页29这个最大转矩应该更大一些第29页/共41页起动转矩S=130TmnssmaxistheslipforTmaxtooccurs=1TstTmaxsmax第30页/共41页最大转矩31Tns~nNLTnr1nr2nr3nnr1<nr2<nr3R1R2R3R1<

R2<

R3Tns~nNLTnr1nr2nr3nnr1>nr2>nr3V1V2V3V1>

V2>

V3VdecreasingTnNL1Tnr1nr2nr3nfdecreasingnNL2nNL3磁通恒定(v/f=c)第31页/共41页PM&IM特性比较32IE1~IE3为IM国际能效标准，GTPY为GIEM替代IM的PMSM。第32页/共41页能量流动(IM)33第33页/共41页34转子电阻机械负载等效电阻第34页/共41页35第35页/共41页能量流动(PM)36第36页/共41页马达启动37第37页/共41页马达调速38第38页/共41页马达控制PM&IM都已经有较成熟的VC和DTC控制IM