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无刷DC永磁电机是时代的产物

发布日期:2021-09-06 08:34

交流同步电机运行性能好,但起动性能差。交流感应电机具有结构简单、运行可靠的特点,但调节性能差;DC电机因其良好的调节和起动性能而被广泛应用于工业中。然而,对于有刷DC电机来说,有刷换向器的机械接触机构导致成本高,伴随着换向火花、电磁干扰、寿命短、可靠性差等问题,限制了其应用范围。

长期以来,人们一直希望在保持良好的调节性能和起动性能的前提下,消除有刷DC电机的缺点。经过长时间的探索,实现了电子换向(代替机械换向);将电机内部的旋转电枢转换为外部的静止电枢;同时,将置于电机外部的静磁场转化为电机内部的旋转磁场,最终结果是将无刷DC电机转化为无刷DC永磁电机。

无刷DC磁流体电机与无刷DC电机的比较

无刷DC永磁电机是在无刷DC电机的基础上发展起来的。从宏观上看,无刷DC永磁电机和有刷DC电机具有相同的运行机理:施加在电机上的电压是恒定的DC电压,输入到电机的电流是DC电流,作用在电枢线圈上的电压极性和通过电枢线圈的电流方向是交变的,电枢线圈中感应电动势的波形基本相似且交变。所以我们的设计思路和方法基本相同,只是一些具体的计算略有不同。

无刷DC永磁电机和有刷DC电机运行机理相同,但运行性能有一定差异:有刷DC电机电枢绕组的元件数和换向器的换向片数多于无刷DC电机电枢绕组的相数;在运行过程中,无刷DC电机的磁极磁场和电枢磁场总是以正交状态变化,而无刷DC电机的磁极磁场和电枢磁场总是在一定的角位置范围内变化,正交状态只是瞬时位置之一。因此,在其他条件相同的情况下,无刷DC电机运行时的转矩脉动大于有刷DC电机。无刷DC电机的电磁转矩小于有刷DC电机。

交流永磁同步电机有两种磁场:一种是电枢磁场,另一种是转子永磁体产生的磁极磁场。当三相电流被引入三相电机的绕组时,在定子空腔内的气隙中产生旋转电枢磁场。

永磁同步电机的应用

通用交流永磁同步电机在微电子器件、电力电子器件、变流器技术、计算技术和现代控制技术的支持下实现无刷自同步,即将通用交流永磁同步电机改造成自控永磁同步电机。和起动性能与传统DC电机一样好;但是电机体内的电磁关系和运行机制基本没有变化。因此,交流永磁同步电机的一般设计理念和计算方法基本适用于自控永磁同步电机,但设计人员必须根据不同的技术要求采取不同的实施策略和方案。

自控永磁同步电机和无刷DC永磁电机的结构基本与电机本体相同:三相电枢绕组安装在定子上,永磁磁极安装在转子上。

目前,各种类型的永磁电机广泛应用于国民经济的各个领域,如家用电器、形势、机械、汽车工业、造纸工业、纺织工业、精密机床工业和军事工业。

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