磁同步电动机的应用前景呂cam1212003-6-2610:55:54上海交通大学电力学院金如麟谭茹娃JinRulinTanFuwa摘要:近年来，随着电子技术的发展，永磁电动机驱动控制出现了全新的面貌，再加上永磁电动机本身的高效率、高可參性等特丿关键词:永磁同步电动机永磁材料无刷直流电动机Abstract:Inthelastfewyears,withthedevelopmentofelectronictech,thecontrolsystemofpermanentmagnetmotorhasflourished.AcccKeywords:PMSMpermanentmagnetmaterialbrushlessDCmotor［中图分类号］TM921［文献标识码］A文章编号1561-0330(2002)02-0004-041概述众所周知，直流电动机有优良的控制性能，英机械特性和调速特性均为平行的直线，这是各类交流电动机所没有的特性。此外，磁绕组产生主磁场，对功率较人的直流电动机常常还装冇换向极，以改善电机的换向性能。宜流电机的转子上安放电枢绕组和按花，使直流电动机的故障多、可靠性低、寿命短、保养维护工作量大。换向火花既造成了换向器的电腐蚀，还是一个无线电干扰在交流电网上，人们还广泛使用着交流异步电动机来拖动工作机械。交流异步电动机具有结构简单，工作可猱、寿命长、成本低速的场合，例如风机、水泵普通机床的驱动中，异步电动机占有主导地位，当然这类拖动中，无形中损失了大量电能。过去的电力拖动中，很少采用同步电动机，瓦主要原因是同步电动机不能在电网电压下自行起动，静止的转子磁极在旋转磁场空同步电动机运行的例子，但它往往是用來改善大企业的电网功率因数。自70年代以來，科学技术的发展极大地推动了同步电动机的发展和应用，主耍的原因有：(1)高性能永磁材料的发展永磁材料近年来的开发很快，现有铝银钻、铁氧体和稀土永磁体三大类。稀土永磁体乂有第--代侈钻1:5,第二代锣钻2:17和須体是本世纪五十年代初开发的永磁材料，菇最大的特点是价格低廉，有较离的矫顽力，菇不足是剩磁感应强度和磁能积都较低。点特别适合在电机中使用。它们不足是温度系数大，居里点低，容易氧化生锈而需涂复处理。经过这几年的不断改进捉高，这吐永磁材料的发展极人地推动了永磁同步电动机的开发应用。在同步电动机中用永磁体取代传统的电激磁磁极的好处是：用永磁体替代电激磁磁极，简化了结构消除了转子的滑环、电刷，实现了无刷结构，缩小了转子体积；省去了激磁直流电源，消除了激磁损耗和发热。当今中小功率的同步电动机绝大多数已釆用永磁式结构。(2)电力电子技术的发展大大促进了永磁同步电动机的开发应用电力电子技术是信息产业和传统产业间重耍的接口，是弱电与被控强电之间的桥梁。口58年世界上第一个功率半导体开关晶闸亍H0S控制的晶体管MCT等)直至90年代出现的第四代功率集成电路TPMo半导体开关器件性能不断提高，容量迅速增大，成本大丿功能，频率会以-•定速率从零上升到设定的频率，而且此上升速率可以在很大的范围任意调整，这对同步电动机而言就是解决了(3)大规模集成电路和计算机技术的发展完全改观了现代永磁同步电动机的控制集成电路和计算机技术是电子技术发展的代表，它不仅是高新电子信息产业的核心，又是不少传统产业的改造基础。它们的飞逑70年代人们对交流电机提出了矢量控制的概念。这种理论的主耍思想是将交流电机电枢绕组的三相电流通过坐标变换分解成励褴控制器地运算速度、数据处理能力，控制地实吋性和控制粘度等提出了很高的要求，单片机往往都不能满足要求。近年来各种集2永磁同步电动机的运行控制方法永磁同步电动机的运行可分为外同步和自同步二类。用独立的变频电源向永磁同步电动机供电，同步电动机转速严格地跟随电沥为此可选用一台较大容量的变频器同时向多台永磁同步电动机供电。当然，变频器必须能软起动，输出频率能由低到高逐步上升到以解决同步电动机的起动问题。所谓口同步的永磁同步电动机，其定子绕组产生的旋转磁场位置由永磁转子的位置所决定，能口动地维持与转子磁场冇900的:定子绕组得到的多相电流，完全由转子位置检测装置给出的信号来控制。这种定子旋转磁场由由定子位置来决定的运行方式即自闭坏控制。自同步的永磁同步电动机已成为当今永磁同步电动机应用的主要方式。白同步永磁同步电动机...