1、-1-第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机控制电机控制电机-2-在一些自动控制系统中，往往要求伺服电动机具在一些自动控制系统中，往往要求伺服电动机具有恒定不变的转速，即要求电动机的转速不随负载和有恒定不变的转速，即要求电动机的转速不随负载和电压的变化而改变。同步电动机就是具有这种特点的电压的变化而改变。同步电动机就是具有这种特点的电动机，稳态运行时它的转子转速与定子电流的频率电动机，稳态运行时它的转子转速与定子电流的频率严格满足如下关系严格满足如下关系 第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 1160fnnp（5-1）旋转磁场的同步转速旋转磁场的同步转速 电机极对数电机极对数-3-作
2、为作为交流伺服电动机交流伺服电动机，按照转子结构的不同，同，按照转子结构的不同，同步电动机主要可分为步电动机主要可分为永磁式永磁式、磁阻式磁阻式和和磁滞式磁滞式三种。三种。这些微特同步电动机的共同特点，就是转子上没有励这些微特同步电动机的共同特点，就是转子上没有励磁绕组，取消了电励磁同步电动机的滑环和电刷，因磁绕组，取消了电励磁同步电动机的滑环和电刷，因而结构简单，运行可靠，维护方便，并且效率较高。而结构简单，运行可靠，维护方便，并且效率较高。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -4-第一节第一节 永磁同步电动机永磁同步电动机 世界上第一台电机就是永磁电机，但是早期的永磁世界上第一台电
3、机就是永磁电机，但是早期的永磁材料磁性能很差，致使永磁电机体积很大，非常笨重，材料磁性能很差，致使永磁电机体积很大，非常笨重，因而很快就为电励磁式电机所取代。近年来，随着稀土因而很快就为电励磁式电机所取代。近年来，随着稀土永磁材料的快速发展，特别是永磁材料的快速发展，特别是第三代稀土永磁材料钕铁第三代稀土永磁材料钕铁硼硼（NdFeBNdFeB）的问世，给永磁电机的研究和开发带来了）的问世，给永磁电机的研究和开发带来了新的活力。从上世纪新的活力。从上世纪8080年代初开始，各工业发达国家竟年代初开始，各工业发达国家竟相研制高性能永磁电机，其中相研制高性能永磁电机，其中永磁同步电动机以其高效永磁同
4、步电动机以其高效节能的优点而倍受关注节能的优点而倍受关注。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -5-一、永磁材料简介一、永磁材料简介第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -6-稀土永磁材料的退磁曲线近似为一条直线稀土永磁材料的退磁曲线近似为一条直线，这对于，这对于永磁电机工作点的稳定，以及永磁电机的设计和分析都永磁电机工作点的稳定，以及永磁电机的设计和分析都是十分有利的。是十分有利的。矫顽磁动势和内禀漏磁导可由下式计算矫顽磁动势和内禀漏磁导可由下式计算 第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 mcmrmmcchHSBGhHF（5-2）剩余磁密剩余磁密 矫顽力矫顽力-7-二、基
5、本结构二、基本结构第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -8-永磁同步电动机无需再由直流电源提供励磁电流，永磁同步电动机无需再由直流电源提供励磁电流，不仅无励磁损耗以及与集电环、电刷有关的损耗，而不仅无励磁损耗以及与集电环、电刷有关的损耗，而且可以提高功率因数，使电机的且可以提高功率因数，使电机的标观效率标观效率（效率效率功功率 因 数率 因 数）大 为 提 高，具 有 显 著 的 节 能 效 果。）大 为 提 高，具 有 显 著 的 节 能 效 果。永磁同步电动机的永磁同步电动机的无刷结构无刷结构是其另一个突出的优是其另一个突出的优点，与一般电励磁同步电动机相比，永磁体宛如一个点，与一
6、般电励磁同步电动机相比，永磁体宛如一个集成块，集励磁电源、引入装置（集电环、电刷）和集成块，集励磁电源、引入装置（集电环、电刷）和励 磁 绕 组 于 一 体，使 转 子 结 构 得 以 简 化。励 磁 绕 组 于 一 体，使 转 子 结 构 得 以 简 化。不仅如此，不仅如此，采用性能优良的永磁材料可以减小永采用性能优良的永磁材料可以减小永磁体体积，磁体体积，使转子磁路结构使转子磁路结构灵活多样灵活多样，以适应不同技，以适应不同技术要求的需要。术要求的需要。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -9-三、工作原理三、工作原理第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -10-四、运行特性
7、四、运行特性1.1.参数关系参数关系 同步电动机的主要参数是直、交轴同步电抗，它同步电动机的主要参数是直、交轴同步电抗，它们的大小关系决定于直、交轴磁路的磁阻情况。在永们的大小关系决定于直、交轴磁路的磁阻情况。在永磁同步电动机中，一般情况下磁同步电动机中，一般情况下 第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 dqXX-11-第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 dqXX-12-2.2.矩角特性矩角特性 按照电励磁同步电动机的推导方法，可以得到永按照电励磁同步电动机的推导方法，可以得到永磁同步电动机的电磁转矩磁同步电动机的电磁转矩第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 （5-3）2s
8、in2)(sinqd1qd211d1101eXXXXUmXUEmT同步机械角频率同步机械角频率 112/fp励磁转矩励磁转矩 磁阻转矩磁阻转矩-13-上式说明，在电源电压上式说明，在电源电压U U1 1和频率和频率f f1 1保持不变时，永保持不变时，永磁同步电动机的电磁转矩磁同步电动机的电磁转矩T Te e仅是功率角仅是功率角的函数。的函数。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 励磁转矩励磁转矩 磁阻转矩磁阻转矩 合成转矩合成转矩-14-五、起动问题五、起动问题 当由当由工频电源工频电源直接供电时，由于定子旋转磁场与直接供电时，由于定子旋转磁场与转子永磁体磁场之间有相对转动，不能产生恒
9、定方向转子永磁体磁场之间有相对转动，不能产生恒定方向的电磁转矩，造成起动困难。的电磁转矩，造成起动困难。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -15-造成永磁同步电动机不能直接起动的原因可归结为：造成永磁同步电动机不能直接起动的原因可归结为：(1)(1)转子本身一定的惯性；转子本身一定的惯性；(2)(2)起动瞬间定、转子磁场之间转速相差过大。起动瞬间定、转子磁场之间转速相差过大。如果是如果是电励磁同步电动机电励磁同步电动机，可以把励磁绕组短接可以把励磁绕组短接（必须串入一较大电阻）而顺利起动，而永磁同步电动（必须串入一较大电阻）而顺利起动，而永磁同步电动机显然无法采用这种方法。机显然无法
10、采用这种方法。为克服这一困难，为克服这一困难，永磁同步电动机的转子一般设永磁同步电动机的转子一般设计成计成磁钢内埋式结构磁钢内埋式结构，转子表面装有和异步电动机相转子表面装有和异步电动机相似的笼型绕组（如图似的笼型绕组（如图5-25-2所示），所示），称为称为自起动永磁同自起动永磁同步电动机步电动机。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -16-当永磁同步电动机起动时，依靠笼型绕组产生如同当永磁同步电动机起动时，依靠笼型绕组产生如同异步电动机工作时一样的起动转矩，异步电动机工作时一样的起动转矩，带动转子旋转起带动转子旋转起来。等到转子转速上升到接近同步速时，依靠定子旋转来。等到转子转速上
11、升到接近同步速时，依靠定子旋转磁场与转子永磁体的相互吸引把转子牵入同步。这就是磁场与转子永磁体的相互吸引把转子牵入同步。这就是所谓的所谓的“异步起动，同步运行异步起动，同步运行”。在整个起动过程中，笼型绕组产生在整个起动过程中，笼型绕组产生异步起动转矩异步起动转矩，而永磁体产生而永磁体产生发电制动转矩发电制动转矩，但当达到同步速时，异步，但当达到同步速时，异步起动转矩为零，而发电制动转矩转变为同步牵引转矩，起动转矩为零，而发电制动转矩转变为同步牵引转矩，带动电动机正常同步运行。可见，带动电动机正常同步运行。可见，对于自起动永磁同步对于自起动永磁同步电动机来说，永磁体和笼型起动绕组之间的合理设计
12、是电动机来说，永磁体和笼型起动绕组之间的合理设计是十分重要的。十分重要的。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -17-第二节第二节 磁阻同步电动机磁阻同步电动机 磁阻同步电动机磁阻同步电动机又称为又称为反应式同步电动机反应式同步电动机，这种，这种电机的转子本身没有磁性，只是利用磁场中可移动部电机的转子本身没有磁性，只是利用磁场中可移动部件企图使磁路磁阻最小的原理，依靠转子件企图使磁路磁阻最小的原理，依靠转子两个正交方两个正交方向磁阻的不同向磁阻的不同而产生转矩，这种转矩称为而产生转矩，这种转矩称为磁阻转矩磁阻转矩或或反应转矩反应转矩。磁阻同步电动机由于结构简单，成本低廉，获得磁阻同步电
13、动机由于结构简单，成本低廉，获得了较为广泛的应用。磁阻同步电动机有单相的和三相了较为广泛的应用。磁阻同步电动机有单相的和三相的，功率从几瓦到几百瓦。的，功率从几瓦到几百瓦。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -18-一、基本结构一、基本结构第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -19-二、工作原理二、工作原理第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -20-三、运行特性三、运行特性 根据式（根据式（5-55-5）可以知道磁阻同步电动机的磁阻转）可以知道磁阻同步电动机的磁阻转矩为矩为第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 2sin)11(2dq1211eXXUmT（5-6）-
14、21-上式说明，上式说明，要产生较大的磁阻转矩，要产生较大的磁阻转矩，X Xd d、X Xq q的差值越的差值越大越好，即应尽可能增大转子直、交轴磁路之间的磁阻大越好，即应尽可能增大转子直、交轴磁路之间的磁阻差。差。为此，磁阻同步电动机的转子除具有凸极结构外，为此，磁阻同步电动机的转子除具有凸极结构外，还在转子铁心中设置隔离槽，并适当加大凸极极弧，以还在转子铁心中设置隔离槽，并适当加大凸极极弧，以增大直、交轴磁阻差，提高电动机的输出转矩，如图增大直、交轴磁阻差，提高电动机的输出转矩，如图5-5-1010所示。所示。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -22-四、起动问题四、起动问题第五
15、章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -23-第三节第三节 磁滞同步电动机磁滞同步电动机 磁滞同步电动机的转子是用磁滞同步电动机的转子是用硬磁材料硬磁材料做成的，这种做成的，这种硬磁材料具有比较宽的磁滞回环，其硬磁材料具有比较宽的磁滞回环，其剩磁密度剩磁密度B Br r和和矫顽矫顽力力H Hc c要比软磁材料大，如图要比软磁材料大，如图5-125-12所示。所示。磁滞电动机的主要优点是结构简单，运转可靠，起磁滞电动机的主要优点是结构简单，运转可靠，起动转矩大，动转矩大，不需要装任何起动装置就能平稳地牵入同不需要装任何起动装置就能平稳地牵入同步。目前，磁滞同步电动机主要应用于无线电通讯、自步。
16、目前，磁滞同步电动机主要应用于无线电通讯、自动记录、传真及遥控装置等，动记录、传真及遥控装置等，其中其中50W50W以下小功率的应以下小功率的应用最为广泛。用最为广泛。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -24-一、基本结构一、基本结构第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -25-二、工作原理二、工作原理第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -26-三、运行特性三、运行特性 一般情况下，一般情况下，磁滞角磁滞角的大小与定子磁场相对于转子的大小与定子磁场相对于转子的速度无关，它决定于转子所用硬磁材料的性质。当转的速度无关，它决定于转子所用硬磁材料的性质。当转子在低于同步速运行
17、时，不管转子转速如何，在定子旋子在低于同步速运行时，不管转子转速如何，在定子旋转磁场的反复磁化下，转子的磁滞角都是相同的，因此转磁场的反复磁化下，转子的磁滞角都是相同的，因此所产生的磁滞转矩所产生的磁滞转矩T TZ Z与转子转速与转子转速n n无关。因此，无关。因此，在异步起在异步起动到同步运行的过程中，磁滞转矩保持恒定动到同步运行的过程中，磁滞转矩保持恒定，如图，如图5-155-15所示。所示。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -27-第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -28-除了磁滞转矩以外，当转子在低于同步速运行时，除了磁滞转矩以外，当转子在低于同步速运行时，转子和定
18、子旋转磁场之间存在相对运动，磁滞转子也会转子和定子旋转磁场之间存在相对运动，磁滞转子也会切割旋转磁场而产生涡流，转子涡流与旋转磁场相互作切割旋转磁场而产生涡流，转子涡流与旋转磁场相互作用而产生用而产生涡流转矩涡流转矩T TB B。这种涡流转矩的基本特点与异步。这种涡流转矩的基本特点与异步电动机的电磁转矩是相似的，即电动机的电磁转矩是相似的，即T TB B的大小与转子切割定的大小与转子切割定子旋转磁场的相对速度有关，是随着转子转速的增加而子旋转磁场的相对速度有关，是随着转子转速的增加而减小的。减小的。当转子以同步转速旋转时，涡流转矩即为零，当转子以同步转速旋转时，涡流转矩即为零，如图如图5-15
19、5-15所示。所示。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -29-考虑磁滞转矩考虑磁滞转矩TZ和涡流转矩和涡流转矩TB的特点后，磁滞同步的特点后，磁滞同步电动机电动机总的电磁转矩总的电磁转矩为为第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 BZeTTT（5-7）磁滞同步电动机最可贵的特点是具有很大的起动转磁滞同步电动机最可贵的特点是具有很大的起动转矩，矩，因而它不要附设任何起动绕组或起动装置就能很快因而它不要附设任何起动绕组或起动装置就能很快自行起动，这是磁滞同步电动机与其它类型同步电动机自行起动，这是磁滞同步电动机与其它类型同步电动机相比所具有的最大优点。相比所具有的最大优点。-30-第
20、四节第四节 低速同步电动机低速同步电动机*在许多自动控制系统中，需要在许多自动控制系统中，需要低转速、大转矩低转速、大转矩的电的电动机，同时要求稳态转速恒定不变。但是，一般的同步动机，同时要求稳态转速恒定不变。但是，一般的同步电动机转速都等于同步速。由于电机结构上的限制，电电动机转速都等于同步速。由于电机结构上的限制，电机极数不能做得很多，所以在工频电源供电时电机转速机极数不能做得很多，所以在工频电源供电时电机转速就比较高。若用齿轮减速器，齿轮之间的间隙常常引起就比较高。若用齿轮减速器，齿轮之间的间隙常常引起系统一定范围内的振荡和系统刚度的降低，因此希望有系统一定范围内的振荡和系统刚度的降低，
21、因此希望有低转速、大转矩的同步电动机。目前，国内外已有不少低转速、大转矩的同步电动机。目前，国内外已有不少低速电动机出现，低速电动机出现，这类电机不需要经过齿轮减速器而直这类电机不需要经过齿轮减速器而直接驱动负载，具有响应迅速、运行稳定的优点。接驱动负载，具有响应迅速、运行稳定的优点。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -31-反应式电磁减速同步电动机反应式电磁减速同步电动机的基本结构如图的基本结构如图5-165-16所所示，定、转子铁心都做成开口槽，定子槽中放置三相示，定、转子铁心都做成开口槽，定子槽中放置三相或两相交流绕组，转子则没有绕组。或两相交流绕组，转子则没有绕组。第五章第五
22、章 微特同步电动机微特同步电动机 1p18SZ20RZ-32-定子旋转磁场转速与转子转速的比（称为定子旋转磁场转速与转子转速的比（称为电磁减电磁减速系数速系数）为）为 第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 SRRRSS1R/2/2/2ZZZZZZnnk（5-8）转子转速为转子转速为 RSR1R1)(60pZZZfknn（5-9）-33-为了使电机产生较大的反应转矩，每极旋转磁场轴为了使电机产生较大的反应转矩，每极旋转磁场轴线下的线下的定、转子齿应对齐定、转子齿应对齐，这样可以使磁通经过气隙，这样可以使磁通经过气隙的磁阻最小。这时，定、转子齿数应满足的磁阻最小。这时，定、转子齿数应满足第五
23、章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 pZZ2SR 转子转速为转子转速为（5-10）（5-11）R1120Zfn-34-可见，可见，当电源频率一定时，电机转速与转子齿数成当电源频率一定时，电机转速与转子齿数成反比。反比。一般低速电动机的定、转子齿数都是很多的。一般低速电动机的定、转子齿数都是很多的。反应式电磁减速同步电动机与其他低速电动机相比，反应式电磁减速同步电动机与其他低速电动机相比，结构简单，制造方便，成本较低。它的转速可在每分钟结构简单，制造方便，成本较低。它的转速可在每分钟几十转到上百转。几十转到上百转。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -35-第五节第五节 微特同步电动
24、机的选用微特同步电动机的选用一、微特同步电动机的主要技术数据一、微特同步电动机的主要技术数据 (1)(1)额定电压额定电压U UN N。指正常工作时定子电压的有效指正常工作时定子电压的有效值。值。一般允许上下波动左右。一般允许上下波动左右。电压过高，电压过高，电机会发电机会发热，绝缘会受损；电压过低，输出转矩会减小，热，绝缘会受损；电压过低，输出转矩会减小，电机电机性能变差。性能变差。(2)(2)额定电流额定电流I IN N。指正常工作时定子电流的有效指正常工作时定子电流的有效值。一般不允许定子电流超过额定值，值。一般不允许定子电流超过额定值，否则长时间运否则长时间运行会引起电机发热，电机参数
25、也会发生变化，行会引起电机发热，电机参数也会发生变化，影响电影响电机性能。机性能。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -36-(3)(3)额定频率额定频率f fN N。指正常工作时给定子绕组供电指正常工作时给定子绕组供电的交流电源的频率。一般常用的频率分为低频和中频的交流电源的频率。一般常用的频率分为低频和中频两类，低频为两类，低频为50Hz50Hz或或60Hz60Hz，中频为，中频为400Hz400Hz。(4)(4)最大同步转矩最大同步转矩T Tmaxmax。指在额定电压下电动机能指在额定电压下电动机能够承受的最大负载转矩。够承受的最大负载转矩。只要负载转矩不超过最大同只要负载转矩不
26、超过最大同步转矩，步转矩，各种同步电动机都能保持稳定的同步运行状各种同步电动机都能保持稳定的同步运行状态。否则，电动机可能会失步，甚至停转。态。否则，电动机可能会失步，甚至停转。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -37-二、微特同步电动机的比较与选用二、微特同步电动机的比较与选用 1.1.永磁同步电动机永磁同步电动机 永磁同步电动机是一种节能型电动机，具有较高的永磁同步电动机是一种节能型电动机，具有较高的力能指标，其功率因数可以达到或接近力能指标，其功率因数可以达到或接近1 1。它采用永磁它采用永磁体励磁，没有励磁损耗及转子损耗，没有集电环、电刷体励磁，没有励磁损耗及转子损耗，没有集
27、电环、电刷等部件及其所产生的损耗，因而电机效率得到很大的提等部件及其所产生的损耗，因而电机效率得到很大的提高。高。永磁同步电动机的转速与电源频率有严格的关系，永磁同步电动机的转速与电源频率有严格的关系，应用于数控机床能够获得很高的加工精度，还可以应用应用于数控机床能够获得很高的加工精度，还可以应用于化纤、纺织、印染等要求同步驱动的工业领域。于化纤、纺织、印染等要求同步驱动的工业领域。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -38-2.2.磁阻同步电动机磁阻同步电动机 磁阻同步电动机是利用转子上两个正交方向磁阻不磁阻同步电动机是利用转子上两个正交方向磁阻不等而产生转矩的原理进行工作的，它的主
28、要特点是结构等而产生转矩的原理进行工作的，它的主要特点是结构简单，简单，成本低廉，运行可靠。成本低廉，运行可靠。其转子总是采用凸极结其转子总是采用凸极结构，并在转子铁心内适当设置隔磁块或隔离槽，使转子构，并在转子铁心内适当设置隔磁块或隔离槽，使转子直、交轴方向的磁阻有较大差值，从而提高电磁转矩。直、交轴方向的磁阻有较大差值，从而提高电磁转矩。但是，这类电动机励磁电流较大，功率因数较低，效率但是，这类电动机励磁电流较大，功率因数较低，效率较低。较低。磁阻同步电动机主要用于容量较小的同步驱动系统磁阻同步电动机主要用于容量较小的同步驱动系统中，如可用于电子设备、记录仪器、光学仪器及摄影、中，如可用于
29、电子设备、记录仪器、光学仪器及摄影、录音和录像等设备中。录音和录像等设备中。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -39-3.3.磁滞同步电动机磁滞同步电动机 磁滞同步电动机一种利用磁滞转矩起动并同步运行磁滞同步电动机一种利用磁滞转矩起动并同步运行的电动机，它的突出优点是具有自起动能力，不需要加的电动机，它的突出优点是具有自起动能力，不需要加装任何起动装置就能直接自行起动，且平滑地进入同步装任何起动装置就能直接自行起动，且平滑地进入同步运行状态。另外，磁滞同步电动机的转子没有一定的极运行状态。另外，磁滞同步电动机的转子没有一定的极性，其极数由定子绕组决定，所以在定子上安装不同极性，其极数
30、由定子绕组决定，所以在定子上安装不同极对数的绕组，便可以在工频电源下得到不同转速的多速对数的绕组，便可以在工频电源下得到不同转速的多速电动机。电动机。磁滞同步电动机适用于恒速传动的自动化装置或自磁滞同步电动机适用于恒速传动的自动化装置或自动控制系统，例如在记录仪器、传真机和精确的自动计动控制系统，例如在记录仪器、传真机和精确的自动计时装置中作为驱动元件。时装置中作为驱动元件。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -40-4.4.低速同步电动机低速同步电动机 低速同步电动机是利用定、转子开口槽造成气隙磁低速同步电动机是利用定、转子开口槽造成气隙磁阻变化的原理而工作的，它的优点是在起动、正反
31、转运阻变化的原理而工作的，它的优点是在起动、正反转运行时，电流变化不大，这对供电电源较为有利。这类电行时，电流变化不大，这对供电电源较为有利。这类电动机的起动主要依靠其本身的同步转矩，因此当电源频动机的起动主要依靠其本身的同步转矩，因此当电源频率较高或转子惯性较大时，往往不易自行起动。采用电率较高或转子惯性较大时，往往不易自行起动。采用电机转轴与负载轴弹性联接的方法，可以改善电机的起动机转轴与负载轴弹性联接的方法，可以改善电机的起动性能。性能。低速同步电动机在自动控制系统中主要作为驱动元低速同步电动机在自动控制系统中主要作为驱动元件使用。件使用。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -4
32、1-本章小结本章小结 微特同步电动机和普通交流同步电动机一样，稳态微特同步电动机和普通交流同步电动机一样，稳态运行时转子转速恒为同步转速，可以使用在转速要求恒运行时转子转速恒为同步转速，可以使用在转速要求恒定的自动控制系统中。本章主要对比较典型的定的自动控制系统中。本章主要对比较典型的永磁同步永磁同步电动机电动机、磁阻同步电动机磁阻同步电动机和和磁滞同步电动机磁滞同步电动机的基本结构、的基本结构、工作原理和运行特性进行了介绍。工作原理和运行特性进行了介绍。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -42-永磁同步电动机永磁同步电动机是随着永磁材料的快速发展而得到是随着永磁材料的快速发展而得到
33、广泛应用的广泛应用的高效率电动机高效率电动机，它不需要直流电源提供励磁，它不需要直流电源提供励磁电流，不仅无励磁损耗以及与集电环、电刷有关的损耗，电流，不仅无励磁损耗以及与集电环、电刷有关的损耗，而且可以提高功率因数，使电动机的力能指标大为提高。而且可以提高功率因数，使电动机的力能指标大为提高。永磁同步电动机采用异步起动，即在转子上装设笼型起永磁同步电动机采用异步起动，即在转子上装设笼型起动绕组，在起动过程中产生异步起动转矩，克服永磁体动绕组，在起动过程中产生异步起动转矩，克服永磁体产生的发电制动转矩。待转子转速接近同步速时，依靠产生的发电制动转矩。待转子转速接近同步速时，依靠永磁体的牵入转矩
34、将转子牵入同步。在同步运行时，笼永磁体的牵入转矩将转子牵入同步。在同步运行时，笼型起动绕组不再起作用。型起动绕组不再起作用。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -43-磁阻同步电动机磁阻同步电动机的转子本身没有磁性，只是利用磁的转子本身没有磁性，只是利用磁通试图经过磁阻最小路径的原理，依靠转子两个正交方通试图经过磁阻最小路径的原理，依靠转子两个正交方向磁阻的不相等而产生电磁转矩，这种转矩称为向磁阻的不相等而产生电磁转矩，这种转矩称为磁阻转磁阻转矩或反应转矩矩或反应转矩。磁阻同步电动机同样存在起动困难的问。磁阻同步电动机同样存在起动困难的问题，所以也需要在转子上另外加装笼型起动绕组。题，
35、所以也需要在转子上另外加装笼型起动绕组。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -44-磁滞同步电动机磁滞同步电动机的转子由硬磁材料制成。硬磁材料的转子由硬磁材料制成。硬磁材料的磁滞现象非常显著，其磁滞回线较宽，剩余磁密和矫的磁滞现象非常显著，其磁滞回线较宽，剩余磁密和矫顽力都很大，表现为硬磁材料磁化时，阻碍磁分子运动顽力都很大，表现为硬磁材料磁化时，阻碍磁分子运动的摩擦力很大。磁滞同步电动机就是利用这种磁滞现象的摩擦力很大。磁滞同步电动机就是利用这种磁滞现象而产生磁滞转矩的。当然，磁滞同步电动机还存在一定而产生磁滞转矩的。当然，磁滞同步电动机还存在一定的涡流转矩，总的电磁转矩是磁滞转矩和
36、涡流转矩的合的涡流转矩，总的电磁转矩是磁滞转矩和涡流转矩的合成。磁滞同步电动机的最大优点在于它具有成。磁滞同步电动机的最大优点在于它具有很大的起动很大的起动转矩转矩，因而不需要附设任何起动绕组就能自行起动。，因而不需要附设任何起动绕组就能自行起动。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机 -45-本章还介绍了本章还介绍了反应式电磁减速同步电动机反应式电磁减速同步电动机的基本结的基本结构及原理，它是通过增加定、转子齿数来实现构及原理，它是通过增加定、转子齿数来实现低速大转低速大转矩矩目的的。这种低速同步电动机结构简单，制造方便，目的的。这种低速同步电动机结构简单，制造方便，成本较低，其转速可达每分钟几十转到上百转。成本较低，其转速可达每分钟几十转到上百转。本章最后介绍了微型同步电动机的选用，给出同步本章最后介绍了微型同步电动机的选用，给出同步电动机的主要技术数据，并对上述四种同步电动机的特电动机的主要技术数据，并对上述四种同步电动机的特点及应用进行了比较。点及应用进行了比较。第五章第五章 微特同步电动机微特同步电动机
