交流永磁伺服電機

1、一.產(chǎn)生背景二.市場需求及現(xiàn)狀三.具體介紹四.典型案例五.應(yīng)用場合六.發(fā)展方向制作人：陸春雨 水鳳祥永磁同步交流伺服電動機一.產(chǎn)生背景 在經(jīng)濟發(fā)展和科技進步的同時,人類也面臨日益嚴(yán)峻的能源問題.在這種時代背景下,永磁電機以其性能優(yōu)越,高效節(jié)能的顯著優(yōu)點,從而成為電機研究的焦點.永磁電機,特別是稀土永磁電機,具有結(jié)構(gòu)簡單,運行可靠,體積小 ,重量輕,損耗小,效率高.電機的形狀和尺寸靈活多樣等眾多優(yōu)點.二.市場需求及現(xiàn)狀 從市場需求看,中國僅機電行業(yè)就有大量的機床需采用系列寬調(diào)速電機進行改造.以大幅度提高加工精度和效率,其他工業(yè)自動化則需求更高.目前國內(nèi)的永磁同步 電機年總產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場要求

2、.此外,國外市場的需求量也在以每年20%的速度增加.因此,高精度,高性能的永磁同步電機具有重要的理論意義和應(yīng)用價值.具體介紹 定子由三相繞組以及鐵芯構(gòu)成，電樞繞組常以Y型連接，采用短距分布繞組； 轉(zhuǎn)子采用永磁體代替電勵磁。轉(zhuǎn)子由永久磁鋼按一定對數(shù)組成，電機轉(zhuǎn)速為n=60fp，f為電流頻率，P為極對數(shù)。1.結(jié)構(gòu) 霍爾傳感器 定子繞組轉(zhuǎn)子磁鐵2.工作原理 為了簡化和求解數(shù)學(xué)模型方程，運用坐標(biāo)變換理論,通過對同步電動機定子三相靜止坐標(biāo)軸系的基本方程進 行線性變換，實現(xiàn)電機數(shù)學(xué)模型的解耦 。sssfrui：定子電壓：定子電流：定子磁鏈?zhǔn)噶浚恨D(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶浚恨D(zhuǎn)子角位置：電機轉(zhuǎn)矩角：定子三相靜止坐標(biāo)系：定子

3、兩相靜止坐標(biāo)系：轉(zhuǎn)子兩相坐標(biāo)系、A.B.Cd.p假設(shè)： 1)忽略電動機鐵心的飽和； 2)不計電動機中的渦流和磁滯損耗； 3)轉(zhuǎn)子無阻尼繞組。 永磁同步電動機在三相定子參考坐標(biāo)系中的數(shù)學(xué)模型可以表達(dá)如下：定子電壓：定子磁鏈：電磁轉(zhuǎn)矩：sss sduR idtrjss sfLie32epssTni繼續(xù)工作原理3.優(yōu)缺點 a. 優(yōu)點 （1）功率密度大；）功率密度大； （2）功率因數(shù)高（氣隙磁場主要或全部由轉(zhuǎn)）功率因數(shù)高（氣隙磁場主要或全部由轉(zhuǎn) 子磁場提供）；子磁場提供）； （3）效率高（不需要勵磁，繞組損耗?。?；）效率高（不需要勵磁，繞組損耗?。?； （4）結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕，維護簡）結(jié)構(gòu)緊湊、

4、體積小、重量輕，維護簡 單；單； （5）內(nèi)埋式交直軸電抗不同，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)）內(nèi)埋式交直軸電抗不同，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn) 矩，弱磁性能好，表面貼裝式弱磁性矩，弱磁性能好，表面貼裝式弱磁性 能較差。能較差。b.缺點 （1）價格較高；）價格較高； （2）弱磁能力低；）弱磁能力低； （3）起動困難，高速制動時電勢高，給）起動困難，高速制動時電勢高，給 逆變器帶來一定的風(fēng)險；逆變器帶來一定的風(fēng)險； （4）他控式同步電機有失步和震蕩的可）他控式同步電機有失步和震蕩的可 能性。能性。四.永磁同步交流電機在噴繪機中的應(yīng)用圖1 噴繪機交流伺服驅(qū)動系統(tǒng) 測試方法是先設(shè)定電機空載轉(zhuǎn)速為3 000 r/m in, 然后從0 負(fù)載

5、慢慢增加到額定轉(zhuǎn)矩064 Nm。測試數(shù)據(jù)表明, 在加載過程中, 電機轉(zhuǎn)速穩(wěn)定在( 3000 ! 1) r/m in, 穩(wěn)速精度比較理想。另外, 曲線表明, 伺服系統(tǒng)在額定點的總效率為72% 左右。排除驅(qū)動器的損耗后, 則電機本身的效率達(dá)75%, 特別是電機在很寬的負(fù)載力矩范圍內(nèi)( 03 TN 15 TN )都能保持較高的效率,這是傳統(tǒng)直流伺服電機所難以達(dá)到的。五.應(yīng)用場合適用于各類控制機械 永磁同步電動機(Permanent Magnet Synchronous Motor，簡稱PMSM)，其繞組中流過芷弦交流電流。相對于PMSM，BLDCM具有控制簡單、成本低、檢測裝置簡單等優(yōu)點，但源于其原理上存在的固有缺陷，使其存在轉(zhuǎn)矩脈動較大、鐵心附加損耗大的缺點，從而限制了由其構(gòu)成的BLDCM伺服系統(tǒng)在高精度、高性能要求的伺服驅(qū)動場合的應(yīng)用。而PMSM具有L：匕BLDCM及其它交流伺服電動機更優(yōu)越的性能，尤其是在低速或直接驅(qū)動場合，隨著永磁材料及控制技術(shù)的飛速發(fā)展，使得PMSM性價比得到了進一步的提高31。高性能交流伺服系統(tǒng)大多采用永磁同步電動機，研究和發(fā)展高性能的PMSM伺服系統(tǒng)己成為國內(nèi)外廣大同仁的共識。六.發(fā)展