大功率永磁同步电动机.pptx

1、大功率永磁同步(PMSM)驱动系统,大功率永磁同步电机(PMSM)基本原理,利用永磁材料产生磁场 钕铁硼(NdFeB)431.4KJ/m3 电流通过绕组产生磁场 利用电磁感应原理,将电能转换为机械能.,大功率永磁同步电机(PMSM)基本原理,永磁同步电机定子是三相绕组，与传统感应电机类似，转子是磁钢，驱动器控制的U/V/W三相电形成旋转磁场，转子在此磁场的作用下转动，转动速度满足公式60f/p的约束。 同时电机自带的编码器旋转变压器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整各项参数. 永磁同步电机电流为正弦波波形，180度导通PWM控制,电机剖面图,控制简图,PMSM基本结构,以

2、下分别为两种转子形式的永磁同步伺服电机剖面结构,切向式转子结构,表贴式转子结构,大功率永磁同步电机（PMSM）特点,功率因数高 不需要无功励磁电流 效率高 平稳运行时没有转子电阻损耗 宽高效工作区 25%120%额定负载范围内 轻载时节能显著 可直接启动 加转子鼠笼,大功率永磁同步（PMSM）驱动系统框图,示意图,稀土永磁电动机,风机冷却系统,速度和位置反馈,变频控制柜,典型 交流感应电机变频系统 VS PMSM系统,交流感应电机+变频器 Vs 永磁同步电机+变频器： 1.由于不需要从电网吸收无功电流，转子上既无铜耗又无铁耗。所以永磁同步电机在很宽的负载范围内能保持接近于1的功率因数素，而感应

3、电机的功率因素较低，尤其在负载较小的情况下。 2.永磁同步电机效率比同容量的感应电机效率高，同时高效区宽广。 3.永磁同步电动机的功率密度远比感应电机高 4.感应电机低速运转时转矩变小，发热厉害。而永磁同步电机没有此问题。 5.永磁同步电机的控制精度高。,典型交流感应电机变频系统 VS PMSM系统,一台注塑机永磁同步伺服电机在运行时的功率曲线,两台注塑机的测试时间均为一个小时，注塑循环周期为19.0s，其中冷却时间为3s，托模进退停顿时间为2秒。通过电度表实际测得HTF86X1/J2（永磁同步）耗电量为2.12度，HTF80/J1（感应电机）耗电量为2.75度。计算可得，永磁同步比感应电机每

4、小时省电0.63度，大约能节省22.9的电能。 而这台电机的功率大概不到2千瓦，大功率的节电效果更明显。据统计表明，注塑机里有些节能达到40-60%,3000rpm永磁同步效率曲线示例,感应电机效率曲线示例,几种电动机效率比较,15kW,4极电动机,经济运行范围比较,PMSM与交流感应电机的替代及比较,大功率永磁同步电机(PMSM)应用场合,对节能要求高的场合 连续地以恒速运行：风机，泵，压缩机等 负载率低的场合 多台电动机同步运行的场合 精确调速或调速及频繁换向的场合 减速比小于3，直接驱动的场合 典型应用：抽油机、螺杆泵、水泵、风机,公司拥有基于多领域分析与仿真的开发手段，对电机及控制系统

5、进行应力场分析，电磁场分析和温度场分析及仿真。确保开发出来的电机及驱动系统的最优化，同时最大限度的缩短设计和开发周期，在最短的周期内提供给客户最好的产品。,武汉直驱机电-先进的设计和分析手段,武汉直驱机电技术有限公司产品介绍,公司产品分为低速大扭矩直驱电机、常规永磁同步伺服电机、异步起动永磁同步电机三大系列。 功率范围从13.5kW到900kW，转速范围从30RPM到3000RPM，转矩范围从100Nm到60000Nm。,伺服电机由电机定子、转子、结构件、反馈元件、冷却系统等各部分组成，电机均使用钕铁硼强磁材料，采用正弦波磁路设计。根据使用场合的不同，反馈元件有采用旋转变压器、编码器、霍尔等，

6、也有采用无传感器方式。 异步起动永磁同步电机定子与其他永磁同步电机类似，但转子一般为嵌入式，除磁钢外，还设计有鼠笼。,产品介绍 - 低速大扭矩直驱电机,低速大扭矩直驱电机，去掉了传统传动系统中的减速机构，改为直接驱 动客户负载，是永磁同步电机发展的方向之一，该电机一般采用多极设 计，电机转速一般在500RPM以下。 通过直接耦合转矩电机与负载，可以显著提高机器的性能，效率提高， 更加节电，并且无需对减速器进行润滑，因此免除了高昂的维护成本， 机器能够持续运转，可为客户提供优秀的生产能力。 由于结构的简化,使得系统运行的更加平稳,既减少了机械连接造成的振 动,又使得系统由于机械磨损造成的精度损失

7、得到了有效控制。,适应场合：适合于调速场合。当客户对于性能（效率、噪声等）或体积、可靠性要求非常之高，而减速比小于1：3时，直驱电机是客户的首选。,产品介绍 - 异步起动永磁同步电机,异步起动永磁同步电机，转子上有鼠笼设计，能够直接接工 频电网启动，不需要变频器，大大降低了成本，而各项性能 和传统异步电机相比有明显提高。,优点： 该电机既充分发挥了永磁同步电机的优点，又一定程度上克服了永磁同步电机成本高的缺点。 适用场合： 适用于不需要调速的场合，开环运行。所有Y系列不带变频器的常规电机适用的地方，都适合于自启动永磁同步电机。,产品介绍-常规大功率永磁同步电机,常规永磁同步伺服电机，在Y系列的

8、机座号上设计，可以直 接替代用户原有使用的异步电机系列，降低用户的替代成本。 优点：与传统驱动系统相比，永磁同步电机具有高效率、高功 率因素、高功率密度，良好的控制性能，温升低，可靠性高等 优点。 适应场合：所有Y系列电机调速场合，都可以用永磁同步驱动 系统代替，其成本比交流异步变频高不了多少，而性能在异步 电机基础上大大改善。,低速大扭矩永磁同步电机的应用-抽油机,直驱塔式抽油机 1.直接驱动，去掉减速环节，可靠性高。 2.旋转电机设计，电机除需定期补充润滑脂外，无需其他维护。 3.系统效率高，节能显著。 4.良好的系统可调节性。,异步起动永磁同步电机的应用-磕头机改造项目,以节能为目的直接替换原有感应电机，用户无需做任何修改， 无需变频器，替换成本低,低速大扭矩永磁同步电机的应用-直驱螺杆泵,在螺杆泵上推广使用直驱永磁同步电机，省去了中间传动机构，电机直接驱动，可无级调速，软启动，符合螺杆泵负载特性、无需功率储备。系统效率大大提高,常规大功率永磁