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亿百体育app-亿百体育app同步电机的驱动控制

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     电机作 为重要的动力设备之一,广泛应 用于民用和工业用途。其中交 流电机由于制造便宜、结构简单、维护容易,在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电 器设备等各方面得到普遍应用。电机的由来
    同步电机的由来
     
    交流电 机可以分为同步电机和异步电机两种。在没有 交流电子调速技术的年代里,电机的 工频启动电流都很大,同步电 机启动电流约为额定值的10~20倍,异步电 机的启动电流也要达到额定的5~7倍。由于同 步电机启动电流太高,当时在 技术上很难实现同步电机工频直接启动,因此交 流驱动电机几乎全为异步电机。但是异 步电机最大的缺点在于转子铜耗与铁耗较大,降低了运行能效。
    伴随着 电力电子技术的发展,现代交 流驱动器能很方便地解决交流电机的启动问题,而同步 电机在能效和响应速度方面又有卓越的表现,因此同 步电机在传动领域的应用又被提上了日程。
    什么是 永磁同步电机和磁阻同步电机什么是永磁同步电机和磁阻同步电
    同步电 机主要分为永磁同步电机和磁阻同步电机两种。
    我们先 来说说永磁同步电机,20世纪80年代发 明的钕铁硼稀土永磁材料加速了永磁同步电机的技术成熟。能效高、体积小、过载能力强、响应速 度快等特点使得永磁同步电机的应用迅速推广。然而稀 土材料的稀缺性也使得永磁同步电机的价格一直相对较高。
    在这种背景下,另一种交流同步电机——磁阻同 步电机进入了人们的视野。
    其实磁 阻同步电机的理论模型早在1923年就被提出来了。只是当 时缺乏实现的条件而渐渐被遗忘了。当所有 的技术障碍都有成熟解决方案的时候,磁阻同 步电机又从沉睡中被唤醒了,其优势 在于保持了同步电机一贯的节能高效的同时,制造工 艺不再需要任何稀土材料。
    磁阻同步电机的原理
    异步电机中,转子损 耗大约占到电机总损耗的20~30%,而磁阻 同步电机没有转子损耗,因此总 损耗比异步电机至少低20~30%。更强的杀手锏是:制造磁 阻同步电机的材料成本也比异步电机低。(见下图)
    磁阻同 步电机的驱动控制
    磁阻同 步电机的设计和发展并非一帆风顺,早期的 磁阻电机采用方波驱动,转矩脉动过大,由此带 来的振动和噪音问题难以解决。而科学 家们设计的正弦波驱动方案遇到了严重的齿谐波转矩脉动问题,使得磁 阻同步电机的应用一度搁浅。
    直到1998年意大 利都灵理工大学的Vagati教授通过推算,发现了 一个神奇的公式,终于扫 清了磁阻同步电机在技术上的最后一个障碍:ns—nr=±4
    具体来说,就是为 了将齿谐波转矩脉动降到最低,磁阻同 步电机的定子每对极槽数ns和转子每对极槽数nr应满足上述关系,这样就 能解决齿谐波转矩脉动问题。(见下图)
    Vagati还进一 步规划了磁阻同步电机的制造工艺,完全借 用异步电机的定子,对转子 冲片进行了特殊设计,转子d轴磁阻与q轴磁阻不同,根据磁阻最小原理,转子会 与定子磁场同步旋转,角度差 由负载转矩决定。(见下图)
     
    磁阻同 步电机的商用技术
    由于磁 阻同步电机的诸多优点,目前各 大工业集团都在积极推进,磁阻同 步电机已经在泵类、挤出机、压缩机、造纸设 备上有典型应用,并有快速增长之势。可以预言,这将掀 起自异步电机发明以来,业界最大的一场变革。
    磁阻同 步电机在应用中所需的开环控制技术属于一项典型的黑科技,能够掌 握这项技术的厂商少之又少。

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