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永磁同步电机是什么?
作者:阿特拉斯·科普柯  发布时间:2022-11-22

相信大家对永磁同步电机都很熟悉。回想一下,高中物理中DC刷电机的原理千百年来都是一样的。永磁体(磁铁)充当定子,线圈充当转子,通电时产生磁场。根据“同性相斥,异性相吸”的原理,它会绕着定子旋转。


但是转过180度后,你会发现定子的N极紧挨着转子的S极,两者开始互相吸引。如果他们不转向呢?所以这个时候就需要通过转子改变电流方向,但是你不能改变电源的电流方向,所以就需要换向器和电刷。

电刷的主要作用是传导电流,它的正负极与电池的正负极相连。转子每转180度,电刷与换向器的连接处转动,线圈原来的正极变成负极,负极变成正极,如此交替循环,实现电磁力驱动转子线圈的连续转动。但由于电刷一直在换向器上刷,必然会产生磨损,运气不好也会产生火花。


前面说了,电刷会磨损,甚至会打火,所以现在大部分车都用无刷电机。我们这次讨论的永磁同步电机和交流异步电机都是无刷电机。现在我们终于进入正题,告诉你两者的区别:同步和异步指的是什么?指的是转子的速度和定子产生磁场的速度是否相同。要完全理解这个问题,我们需要了解这两个电机的原理。

今天小编就先带大家了解一下永磁同步电机

需要注意的是永磁同步电机不同于我们上面举例使用的教材中的电机:线圈充当定子,永磁体充当转子,正好相反。

先说这个永磁体。现在大多采用钕铁硼材料,被称为“永磁之王”,是目前磁性最高的永磁材料。要获得这种材料,需要稀土。

这里稍微科普一下。稀土族是镧系15种元素的集合,加上与镧系密切相关的钪和钇的17种元素。中国的稀土储量最高时占世界的71.1%,目前占不到23%。过去几年,中国还承担了稀土出口的角色。邦老师老家很擅长处理稀土,甚至大学还专门成立了稀土研究所。

之所以在这里说这么多废话,是想告诉你,稀土很贵,所以永磁很贵,永磁DC电机也很贵...

好吧,有点跑题了,我们继续讨论永磁同步电机;因为没有刷,所以换向必须是“电子化”的,下面是永磁同步电机的结构图:


外环灰色是固定在车身上的定子外壳,上面间隔缠绕着红绿蓝三组六匝线圈,对角线为同一组。中间的白色车轮是转子,它将输出轴连接到轮胎上。

假设我们先给绿色线圈通电,那么它就会产生一个类似于条形磁铁的磁场。如果三组线圈都通电,那么三组线圈的磁场就相当于在定子内部放置了三个“米”字形的条形磁铁,会产生一个不断旋转的磁场,然后通过定子产生的磁力带动转子旋转。

注意上图中的条形磁铁只是为了帮助你了解通电线圈的磁场方向,并不是放在电机里的磁铁!

在这种情况下,当通电线圈发生变化时,转子可以立即受力,即转子速度与定子产生磁场的速度相同,所以称为同步电机。

另外,这里的转子不仅仅是一块磁铁。如果是这样,由于磁极的单一方向,力将是不均匀的。因此,它通常在定子上放置更多的磁铁,形成定子磁铁组,从而形成SN极间隔开的永磁转子。


这样,磁场中的转子在任何方向都受到磁铁的作用力,所以使转子稳定旋转。当然,线圈的通断是由转子位置传感器和开关控制的。他们三个的通断不是简单的“你开我关”,而是复杂的通断规律,这里就不赘述了。

由于篇幅有限小编关于永磁同步电机的问题就讲到这里,有兴趣的朋友可以点击交流异步电机流进行相关了解,以上内容由阿特拉斯压缩机小编收集真理发布!

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