永磁同步电机转子-直流无刷电机-马鞍山永磁同步电机

永磁同步电机的调速主要通过改变供电电源的频率来实现。目前常用的变频调速方式有转速闭环恒压频比控制（v/f）、转差频率控制、基于磁场定向的矢量控制（Vector Co*ol）以及直接转矩控制（Direct Torque Co*ol）。

1、矢量控制
1971 年，西门子工程师Balschke 提出矢量控制理论，使交流电机控制理论获得了一次质的飞跃。其基本思想为：以转子磁链旋转空间矢量为参考坐标，将定子电流分解为相互正交的两个分量，一个与磁链同方向，代表定子电流励磁分量，另一个与磁链方向正交，代表定子电流转矩分量，分别对它们进行控制，获得像直流电动机一样良好的动态特性。因其控制结构简单，控制软件实现较容易，已被广泛应用到调速系统中。但矢量控制方法在实现时要进行复杂的坐标变换，并需准确观测转子磁链，马鞍山永磁同步电机，而且对电机的参数依赖性很大，难以保证完全解耦，使控制效果大打折扣。采用矢量控制理论进行控制时，具有和直流电动机类似的特性。矢量控制的优点在于调速范围宽，动态性能较好。不足之处是按转子磁链定向会受电动机参数变化的影响而失真，从而降低了系统的调速性能。解决方法是采用智能化调节器可以提高系统的调速性能和鲁棒性。

永磁电机（PMM）通过定子电流与转子上或转子内的永磁体的相互作用产生转矩。小型低功耗电机用于IT设备，商用机器和汽车辅助设备中的表面转子磁体是常见的。内部磁体（IPM）在电动车辆和工业电机等大型机器中很常见。

在永磁电机中，如果不考虑转矩脉动，则定子可能使用集中（短节距）绕组，但在较大的永磁电机中分布绕组是常见的。

由于永磁电机没有机械换向器，永磁同步电机转子，所以逆变器对于控制绕组电流至关重要。与其他类型的无刷电机不同，永磁电机不需要电流来支持其磁场。

因此，如果体积小或重量轻，永磁电机可以提供大扭矩，并且可能是好的选择。无磁化电流也意味着在“佳点”负载下效率更高 - 即电机性能佳的地方。

此外，尽管永磁体在低速时带来了性能优势，但它们也是技术上的“致命弱点”。例如，随着永磁电机速度的增加，反电动势接近逆变器电源电压，从而无法控制绕组电流。这定义了通用永磁电机的基本速度，并且在表面磁体设计中通常代表给定电源电压的大可能速度。

在大于基本速度的速度下，IPM使用主动磁场弱化，其中操纵定子电流故意压低磁通量。可以可靠实施的速度范围限制在4：1左右。和以*样，内置式永磁同步电机，这个限制可以通过减少绕组匝数和接受更大的成本和逆变器中的功率损耗来实现。

磁场弱化的需要是速度相关的，并且不管扭矩如何都会产生相关的损失。这会降低高速下的效率，特别是在轻负载下。

永磁同步电机的发展基础

① *稀土永磁材料的应用
稀土永磁材料经历了SmCo5、Sm2Co17、Nd2Fe14B 三个阶段。现在以钕铁硼为代表的永磁材料因其在磁学性能上表现优异成为应用*广泛的一类稀土永磁材料。永磁材料的发展带动了永磁电机的发展。

与传统的电励磁三相感应电机相比，永磁体替代了电激磁磁*，简化了结构，消除了转子的滑环、电刷，直流永磁同步电机，实现了无刷结构，缩小了转子体积。这使得电机的功率密度、转矩密度和工作效率提高，且使电机体积变小，质量减轻，使其应用领域进一步扩大，促使电动机向更大功率方向发展。

② 新型控制理论的应用
近年来，控制算法发展很快，其中，矢量控制算法从原理上解决了交流电机的驱动策略问题，使得交流电机具有良好的控制性能。直接转矩控制的出现使控制结构更加简单，以及具有对参数变化电路棒性能强和转矩动态响应速度快的特点。间接转矩控制技术解决了直接转矩在低速时转矩脉动大的问题，提高了电动机的转速和控制精度。

③ *电力电子器件和处理器的应用
现代电力电子技术是信息产业与传统产业间重要的接口，是弱电与被控强电之间的桥梁。电力电子技术的发展使驱动控制策略得以实现。