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优选永磁同步电机简介
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(1)永磁同步电机的发展现状
(2)永磁同步电机控制技术发展状况
(3)永磁同步电机控制系统的控制算法研究现状综述
(4)永磁同步电机的热点问题研究
(5)永磁同步电机的发展趋势
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永磁同步电机的概念
(1)永磁同步电机有高动态性能,高效率,轻量化等特点,代表着21世纪电机驱动系统发展方向之一;
(2)电机驱动系统包括电机,驱动器,电流,位置及速度控制器等;
(3)永磁电机是一种电能转化为机械能的装置,主要通过定子与转子磁场相互作用产生旋转转矩,带动负载;
(4)与感应电机相比,在原理和结构等方面相似,定子结构基本一致,永磁电机的转子激励不是靠感应线圈,而是由固定的永磁铁实现的。
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永磁同步电机的发展历程
第一阶段:20世纪60—70年代,主要集中在航空,航天等特殊行业高端领域;
第二阶段:20世纪80年代,随着钕铁硼永磁材料出现和电力电子与微电子的发展,开始扩展到工业和民用领域;
第三阶段:20世纪90年代至今,永磁材料,电力电子,微电子,控制算法等都有了显著进步,使其应用更广泛,已经成为驱动系统的首选电机。
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永磁同步电机的分类
定子绕组
转子磁铁
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PMSM按转子永磁体的结构可分为两种
(1)表面贴装式(SM-PMSM)
直交轴电感Ld和Lq相同,定子磁场和转子磁场相互作用时不会产生磁阻转矩。
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(2)内埋式(IPMSM)
交直轴感:Lq>Ld
气隙较小,有较好
弱磁能力,易于实现弱磁控制,比较适合高速运行,但是有磁阻转矩,增加了转矩控制的复杂度。
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永磁同步电机的特点
(1)永磁同步电机有高功率密度,与相同功率的感应电机相比体积小,重量轻;
(2)具有小转动惯量,易于应用对电机驱动系统要求较高的动态响应领域;
(3)与绕线式感应电机相比无滑环和电刷,可靠性提高,更易应用于高速场合;
(4)与感应电机相比,永磁电机的转子激励不是靠感应线圈,而是由固定的永磁铁实现的,且无直接电能消耗,电机效率提高。
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核心器件技术发展
(1)20世纪五六十年代以晶闸管为代表;
(2)20世纪七八十年代以GTO,GTR,MOSFET的发展;
(3)20世纪后期的IGBT出现,成为电力电子领域的主导功率器件;
(4)以PIC,HVIC,IPM等功率集成电路为代表,将功率器件与驱动,检测和保护于一体,使电机可靠性更高,功率密度更大;
(5)微处理器的发展,DSP的出现;同时FPGA/CPLD技术的发展为实现PWM控制提供了新的进展。
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