永磁同步电机之永磁同步电动机基本理论和异步起动永磁同步电动机

    1概述

永磁同步电动机的运行原理与电励磁同步电动机相同，但它以永磁体提供的磁通替代后者的励磁绕组励磁，使电动机结构较为简单，降低了加工和装配费用，且省去了容易出问题的集电环和电刷，提高了电动机运行的可靠性。又因无需励磁电流，省去了励磁损耗，提高了电动机的效率和功率密度。因而它是近年来研究得较多并在各个领域中得到越来越广泛应用的一种电动机。永磁同步电动机分类方法比较多：按工作主磁场方向的不同，可分为径向磁场式和轴向磁场式；按电枢绕组位置的不同，可分为内转子式（常规式）和外转子式；按转子上有无起动绕组，可分为无起动绕组的电动机（用于变频器供电的场合，利用频率的逐步升高而起动，并随着频率的改变而调节转速，常称为调速永磁同步电动机）和有起动绕组的电动机（既可用于调速运行又可在某一频率和电压下利用起动绕组所产生的异步转矩起动，常称为异步起动永磁同步电动机）；按供电电流波形的不同，可分为矩形波永磁同步电动机和正弦波永磁同步电动机（简称永磁同步电动机）。异步起动永磁同步电动机用于频率可调的传动系统时，形成一台具有阻尼（起动）绕组的调速永磁同步电动机。

随着永磁材料性能和电力电子器件性能价格比的不断提高，现代控制理论、微机控制技术和电机制造工艺的迅猛发展，新磁路结构的不断涌现，在永磁同步电动机理论分析、设计和运行控制中不断出现了许多有待进一步深入研究的新课题。本章首先介绍永磁同步电动机的转子磁路结构，然后主要介绍三相正弦波永磁同步电动机及其基本分析方法。如无特殊声明，本章关于电动机损耗计算、磁路计算和参数分析与计算的内容均同时适用于异步起动永磁同步电动机和用于调速运行的正弦波水磁同步电动机。

2永磁同步电动机的结构

2 .1永磁同步电动机的总体结构

永磁同步电动机也由定子、转子和端盖等部件构成。定子与普通感应电动机基本相同，也采用叠片结构以减小电动机运行时的铁耗。转子铁心可以做成实心的，也可以用叠片叠压而成。

                                                              图6-1为一台水磁同步电动机的横截面示意图。电枢绕组既有采用集中整距绕组的，也有采用分布短距绕组和非常规绕组的。一般来说，矩形波永磁同步电动机通常采用集中整距绕组，而正弦波永磁同步电动机更常采正弦波电流控制永磁同步电动机中，为了减小绕组产生的磁动势空间谐波，使之更接近正弦分布以提高电动机的有关性能，采用

了一些非常规绕组， 如采用图6一2所示的正弦绕组，可大大减小电动机转矩纹波，提高电动机运行平稳性。为减小电动机杂散损耗，定子绕组通常采用星形接法。永磁同步电动机的气隙长度是一个非常关键的尺寸，尽管它对这类电动机的无功电流的影响不如对感应电动机那么敏感，但是它对电动机的交、直轴电抗影响很大，进而影响到电动机的其他性能。此外．气隙长度的大小还对电动机的装配工艺和电动机的杂散损耗有着较大的影响。

    永磁同步电动机与其他电机的最主要的区别是转子磁路结构，下面对其进行讨论。