永磁同步電動機原理

永磁同步電動機的組成部分：定子、永久磁鋼轉(zhuǎn)子、位置傳感器、電子換向開關(guān)等。

永磁同步電動機具有結(jié)構(gòu)簡單，體積小、重量輕、損耗小、效率高、功率因數(shù)高等優(yōu)點，主要用于要求響應(yīng)快速、調(diào)速范圍寬、定位準(zhǔn)確的高性能伺服傳動系統(tǒng)中。

在永磁同步電動機中，以三相正弦電壓方式(120°相移)施加於定子繞組上，這樣在轉(zhuǎn)子周圍建立一個旋轉(zhuǎn)磁場。轉(zhuǎn)子找尋與這旋轉(zhuǎn)定子場對齊，故此，當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子磁通分隔90°時造出的轉(zhuǎn)距便是最大，又當(dāng)磁通對齊時轉(zhuǎn)距是零。最後，轉(zhuǎn)子速度等於定子頻率，因為這緣故，這類電動機被稱為同步，電動機的轉(zhuǎn)速可由調(diào)節(jié)三相電源的頻率來控制。

永磁同步電動機在某些方面較無電刷直流電動機優(yōu)勝，包括轉(zhuǎn)距紋波小、可聞噪聲低，以及更能夠在低速工作。而另一方面，電動機結(jié)構(gòu)大多復(fù)雜，需要精密的控制算法。電動機一般備有一個正交編碼器(quadratur encoder)檢測轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速回饋;有時還要用霍爾傳感器檢知起始位置。

在無電刷直流電動機中，定子各相被饋以一序列的梯形電壓，這樣混合一起便造出一個有矩形空間分布的旋轉(zhuǎn)磁場，在圖1所示的簡化雙極模型中有助於了解這類電動機的基本原理。

饋電線圈U和W建立磁場，指向如圖中的N’和S’，因此轉(zhuǎn)子以其N-S方向即經(jīng)過一個力矩，并開始旋轉(zhuǎn);須注意，起初兩磁場是90°移動，經(jīng)過30°旋轉(zhuǎn)後，定子被換向，以至新的形式下產(chǎn)生的定子場是與轉(zhuǎn)子場移位120°，正如解釋，轉(zhuǎn)子勢必跟隨定子場，以至移位再減少至60°，在此時執(zhí)行新的換向，并且該形勢繼續(xù)重復(fù)下去，於是獲得360°旋轉(zhuǎn)。

將給線圈的電源換向的正確時間由三個放置在電動機內(nèi)里的霍爾傳傳感器來決定，因此，只要令磁場常操作於60°與120°之間移位及以90°為中界，六種不同形式便可造出最大效率，須記著最大轉(zhuǎn)矩是於定子場與轉(zhuǎn)子場是90°移位時得到的，顯而易見，由無電刷直流電動機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，特徵是有明顯的波動。

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