同步電機(jī)調(diào)速

同步電機(jī)調(diào)速第一頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二

常見的旋轉(zhuǎn)磁極式同步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子分隱極式和凸極式兩種結(jié)構(gòu)：第二頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二二．同步電動(dòng)機(jī)的兩種調(diào)速方法

分類：它控式變頻調(diào)速自控式變頻調(diào)速

第三頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二評(píng)價(jià)

優(yōu)點(diǎn)：在多臺(tái)參數(shù)一致的小容量同步電動(dòng)機(jī)需要同時(shí)起動(dòng)、同時(shí)調(diào)速的場(chǎng)合，采用一臺(tái)變頻器控制多臺(tái)小電動(dòng)機(jī)，系統(tǒng)對(duì)各臺(tái)電動(dòng)機(jī)的供電頻率相同，供電電壓也相同，易于群控。缺點(diǎn)：如果一臺(tái)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)失步，將影響整個(gè)群控系統(tǒng)的正常工作。

它控式變頻調(diào)速:第四頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二

自控式變頻調(diào)速:評(píng)價(jià)

優(yōu)點(diǎn)：增加了閉環(huán)自動(dòng)控制功能，在同步電動(dòng)機(jī)中安裝了轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器BQ，根據(jù)轉(zhuǎn)子的實(shí)際位置來控制變頻器的供電頻率，保證定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子磁極的轉(zhuǎn)速始終處于同步狀態(tài)。避免了它控式同步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行中會(huì)失步的缺點(diǎn)。第五頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二FS-定子電流磁場(chǎng)的合成旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)Fr-轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)設(shè)在同步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)（轉(zhuǎn)子靜止）時(shí)，F(xiàn)S與Fr之間的空間電夾角為θ轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)d軸之間的夾角為，運(yùn)轉(zhuǎn)后，自控式同步電機(jī)啟動(dòng)和調(diào)速原理：第六頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二起動(dòng)轉(zhuǎn)矩與定、轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)大小及其夾角的關(guān)系為：結(jié)論：起動(dòng)中只要保持使定子磁場(chǎng)保持超前轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)，就可以獲得正向的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。如果在過渡過程中根據(jù)對(duì)轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)Fr的位置檢測(cè)結(jié)果，通過實(shí)時(shí)控制定子電流的頻率來控制定子磁場(chǎng)FS的旋轉(zhuǎn)速度，使FS保持超前于Fr一個(gè)穩(wěn)定的角度θ，并且，通過控制定子三相電流的幅值實(shí)現(xiàn)FS幅值的基本恒定，就可以對(duì)同步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)勻加速起動(dòng)。第七頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二三.永磁同步電動(dòng)機(jī)小功率同步電動(dòng)機(jī)常直接采用永久磁鐵作為轉(zhuǎn)子磁極，被稱為永磁同步電動(dòng)機(jī)。永磁同步電動(dòng)機(jī)（PermanentMagnetSynchronousMoter）具有多種結(jié)構(gòu)。下圖為一種簡(jiǎn)單的永磁電動(dòng)機(jī)截面圖。第八頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二1.無換向器電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)①無換向器電機(jī)工作原理

三相繞組無刷直流電動(dòng)機(jī)運(yùn)行原理如圖所示，圖中A-A，、B-B，、C-C，分別為三相定子繞組的首末端；中心的N-S為轉(zhuǎn)子永久磁極；2/3扇形片為遮光板，裝于轉(zhuǎn)子上，隨該N-S極一起轉(zhuǎn)動(dòng)；VP1、VP2、VP3為三個(gè)光電器件，均由光源和感光器組成，不隨轉(zhuǎn)子和遮光板轉(zhuǎn)動(dòng)。第九頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二三相半控橋式電子開關(guān)電路：

第十頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二三相全控橋式電子開關(guān)電路：

無換向器電機(jī)=同步電機(jī)+逆變器+轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器第十一頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二②無換向器電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)無換向器電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖第十二頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二2.正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)

①正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速原理

正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)常采用轉(zhuǎn)子位置定向的矢量控制右圖為永磁同步電動(dòng)機(jī)的矢量圖。第十三頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二

在永磁同步電動(dòng)機(jī)中，由于轉(zhuǎn)子磁鏈恒定不變，采用轉(zhuǎn)子磁鏈定向方法來進(jìn)行矢量控制較為適宜，并且在基頻以下的控制中，控制單元可以使用算法實(shí)現(xiàn)定子電流矢量與q軸重合，這樣在d軸上只有轉(zhuǎn)子磁鏈，沒有定子磁鏈，相當(dāng)于用轉(zhuǎn)子的永久磁鐵實(shí)現(xiàn)勵(lì)磁，定子電流全部用來產(chǎn)生拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩。這時(shí)，轉(zhuǎn)矩方程中，故三相定子電流合成矢量的幅值與定子電流幅值成正比，即轉(zhuǎn)矩與定子電流幅值成正比：第十四頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二永磁同步電動(dòng)機(jī)在上述的轉(zhuǎn)子磁鏈定向控制方式下，定子電流的的相位，比

d軸超前900，因此變頻器應(yīng)提供的定子三相電流瞬時(shí)值表達(dá)式為：

變頻器只要根據(jù)轉(zhuǎn)子位置角信息，按上述方程嚴(yán)格控制三相定子電流的幅值、頻率和相位，就可以對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行速度控制。

第十五頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二②正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)第十六頁，共十七頁，編輯于2023年，星期二③無刷直流電動(dòng)機(jī)與正弦永磁同步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)區(qū)別