异步起动永磁同步电机设计

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异步电机结构开发永磁电机时,结构设计注意事项

异步电机结构开发永磁电机时，结构设计注意事项一、磁路设计在永磁电机的磁路设计中，应关注以下几个方面：1.磁通路径的设计：永磁电机的磁通路径是实现电机转矩输出的关键。

合理设计磁通路径的长度、宽度和厚度，以及选择合适的磁性材料，可以提高电机的转矩密度和效率。

2.磁极设计：磁极的形状、尺寸和排列方式对电机的性能有重要影响。

应优化磁极设计，以提高电机的气隙磁场和转矩密度。

3.磁性材料选择：选择合适的磁性材料是实现电机高性能的关键。

磁性材料应具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积等特点，以保证电机的高效运行和稳定工作。

二、机械强度在永磁电机的结构设计过程中，机械强度的考虑至关重要：1.转子强度：由于永磁电机采用高磁场强度的永磁体，转子的机械强度要求较高。

应合理设计转子的结构，确保其具有足够的刚度和稳定性。

2.结构件强度：电机的机座、端盖和轴承等结构件应具有足够的机械强度和刚度，以支撑电机的整体结构和承受运行过程中的振动和力矩。

3.热应力：电机运行过程中，由于温度变化引起的热膨胀和收缩会产生热应力。

应考虑热应力对机械强度的影响，并采取措施降低热应力的影响。

三、冷却系统永磁电机在运行过程中会产生大量热量，因此，冷却系统的设计对于保证电机的可靠性和性能至关重要：1.冷却方式选择：应根据电机的具体应用和性能要求选择合适的冷却方式，如自然冷却、强制风冷或水冷等。

2.散热设计：应合理设计散热系统，确保电机在运行过程中的热量能够及时散发，避免过热对电机性能的影响。

3.流体动力学分析：对于采用流体冷却的电机，应对流体的流动和传热进行详细分析，优化冷却系统的设计。

四、振动噪声永磁电机的振动和噪声是影响其性能和舒适性的重要因素，因此在结构设计时应关注以下几个方面：1.振动源分析：分析电机运行过程中产生振动的来源，如电磁力、转子不平衡等，并采取相应措施减小振动。

2.减振设计：通过优化电机结构的动态特性，减轻振动。

例如，合理布置支撑和减振装置，改善结构的刚度和阻尼特性。

单相异步起动永磁同步电动机设计与试制讲解材料

特点
具有高效、节能、结构简单、体积小、重量轻、可靠性高等优点，适用于家用电器、电动工具、医疗器械等领域。
工作原理
异步起动
电动机在启动时，由于单相交流电源的特性，会产生脉动磁场，从而带动转子旋转，实现异步起动。
永磁同步运行
电动机运行时，转子上的永磁体产生的磁场与定子上的磁场相互作用，使电动机进入永磁同步运行状态。
驱动电路是控制电机运行的关键部分，它的设计需要考虑电机的电流和电压要求等因素。
保护电路设计
保护电路可以确保电机的安全运行，它的设计需要考虑各种
可能的异常情况。
03 试制过程
材料选择与采购
永磁体材料
选择具有高磁能积和良好稳定性的永磁体材料，如稀土永磁材料，以确保电机性能和可靠
性。
线圈材料
测试方法
按照标准测试方法，对单相异步起动永磁同步电动机进行空载和负载测试，记录相关数据。
性能参数分析
空载性能
分析电机的空载电流、电压、功率因数等参数，以评估电机的效率、损耗和电磁设计。
负载性能
在电机加载不同负载时，观察电机的电流、电压、转矩等参数的变化，分析电机的过载能力、启动转矩和运行稳定性。
单相异步起动永磁同步电动机设计与试制讲解材料
contents
目录
• 单相异步起动永磁同步电动机概述 • 设计部分 • 试制过程 • 性能测试与评估 • 案例分析与实践
01 单相异步起动永磁同步电动机概述
定义与特点
定义
单相异步起动永磁同步电动机是一种基于永磁体励磁的电动机，能够在单相交流电源下实现异步起动和永磁同步运行。
评估与优化建议
评估
根据测试结果，对单相异步起动永磁同步电动机的性能进行综合评估，分析其优缺点。

带负载异步起动高速永磁同步电动机设计

Ｄｅｉｎｏｉｈｓｅｄｐｒａｅｔｍａｎｔｓｎｃｏｎｏｓｍｏｔｒｓｇｆｈｇｐｅｅｍｎｎｇｅｙｈｒｕｏｌｎ－ｔｒｉｇｗｉｈｌａｉｅｓａｔｎｔｏｄ
ＷａｇＹａｐｎｎｎｉｇＨｕｎｕｋｉａｇＹｎａ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａｇｓｅｄｐｅｍａｅｔｍａｎｔｓｎｈｏｏｓｍｏｏｉｅｓａｔｎｔｏｄｆｒｔｘｉａｈｉｈ—ｐｅｒｎｎｇｅｙｃｒｎｕｔｒｌ —ｔｒｉｇｗｉｌａｏｅｔｌｍ．ｎｈｅｃｉｒａｅｉｅｎｔｉｐｒＦｉｌｉｔｂｉｎｉｈａｈｎｓａａｙｅｙｕｉｇｆｎｔ１ｈｎｅｙｗｓｄｓｇｎｄｉｈｓｐａｅ．ｅｄｄｓｒｕｔｎｔｅｍｃｉｅｗａｎｌｚｄｂｓｎｉｅ．ｉｏｉｅｅｅｔｍｅｈｄ，ｎｏｌａｅｋｇｏｆｃｅｔａｄｅｆｃｉｅｐｏｅａｃｃｅｆｃｅｔｗｅｅｃｌｕａｅｃｕｍｎｔｏ —ｏｄｌａａｅｃｅｆｉｎｎｆｅｔｖｌｒｏｆｉｉｎｒａｃｌｔｄａｃ．ｉ
ｎｎｇｅｉｎｉｎｏｎｓａｔｎｏｑＨｎｉｅｓａｔｎｈａｔｒｓｉｆｔｅｍａｈｎｒｎｅｔ。ｅｔｍａｎｔｄｍｅｓｏｔｒｉｇｔｒｅａｄｌｎ —ｔｒｉｇｃａｃｅｔｃｏｈｃｉｅｗｅｅｉｖｓｉｒｉｇｔｄｓｅｉｌｙＷｈｎｔｅａｅｐｃａｌ．ｅｈｍａｎｅｌｎｔｈｄｓｇｅｍｏｏｉ５ＩＴｓｏｔｒｔａｔｅｔｃｇｔｅｇｈｏｆｔｅｅｉｎｄｔｒｓＩＩｈｒｅｈｎｈｓａｋＵｌｎｔｈｅａｅａｅｓａｔｇｔｒｕｓ１４ｉｓｌｒｅｈｎｔｅｒｔｏｑｕｅｇｈ，ｔｖｒｇｔｒｉｏｑｅｉ．６ｔｍｅａｇｒｔａｈａｅｔｒｅｗｈｃｎｕｅｉｅｓａｔｎｉｈｉｓｒｓｌ．ｔｒ．ｎ

永磁同步电动机异步起动过程分析

永磁电机专题永磁同步电动机异步起动过程分析白增程韩雪岩唐任远(沈阳工业大学特种电机研究所，沈阳110023)摘要作为衡量同步电动机性能的一个重要要指标，永磁同步电动机的起动性能的研究也越来越多地受到人们的关注．基于上述考虑，本文针对永磁同步电动机的异步起动过程，通过运动方程和电磁场计算两种法进行了仿真研究，并通过试验，对比验证了仿真结果。

关键词：永磁同步电动机；异步起动；电磁场R es ear ch on St a r t i ng-up Per f orm ences of Per m a ne nt M agnetSynchr onousM ot or sB ai Z e ngc heng H an X ueya n T ang R e nyua n(Shenyan g U ni ve rs i t y of T echnol ogy R es ear ch I nst i t ut e of S pec i a l E l ect r i c M achi nes，Shenyang110023)A bs t r act A s t he i m port a nt s ynchronous m ot or per f orm ance m aj or i ndex，per m anent m ag nets ynchr onous m ot or st ar t i ng per f or m ance re s ear c h al s o m o r e and m o r e m a ny r ece i ves peopl e’S at tent i on．B as ed on t he above consi de r at i on，t hi s ar t i cl e i n vi ew of per m anent m ag net s ynchr onous m ot or l ine—s t artpr oc es s，ca l cul a t e d t w o ki nd of l aw t hr ough t he m ot i on e qua t i on and t he e l e ct r om agnet i c f i el d t o cond uct t hes i m ul a t i on re se ar ch，and t hr ough t he use exper i m ent，t he con t r a st has conf i r m ed t he si m ul a t i on r esul t．。

异步起动永磁同步潜油电机的CAD设计

关键词
异步起动；永磁同步潜油电机；ＣＡＤ设计
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８－７２８１．２０１３．０６．０５
中图分类号：ＴＭ３５１文献标识码：Ａ文章编号：１００８－７２８１（２０１３）０６－００１６－０３
康彦婷，邱智轩，王大伟，宋建伟
（齐齐哈尔工程学院，黑龙江齐齐哈尔１６１００５）
摘要对四极异步起动永磁潜油电机进行了设计研究，利用ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ语言开发了异步
起动永磁同步潜油电机的计算机辅助设计软件。该异步起动永磁潜油电机的ＣＡＤ设计系统软件有效地集电机电磁计算、性能计算、优化设计、图形输出和文件操作等于一体，能简单、友好、灵活地辅助电机设计者进行异步起动永磁潜油电机的设计与优化工作。
第第卷４８１（总雾第期１删７５期）（ＥＸＰＬＯＳＩＯＮ — 一ＰＲＯＯＦＥＬＥＣＴＲＩＣＭＡＣＨＩＮＥ）
爆电机侨ｂ
异步起动永磁同步潜油电机的ＣＡＤ设计
ＣＡＤＤｅｓｉｇｎｏｆＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｌｙ－ＳｔａｒｔｅｄＳｕｂｍｅｒｓｉｂｌｅＰＭＳＭ
ＫａｎｇＹａｎｔｉｎｇ，ＱｉｕＺｈｉｘｕａｎ，ＷａｎｇＤａｗｅｉ，ａｎｄｓＯｎｇＪｉａｎｗｅｉ

永磁同步与异步电机不同点

一、永磁同步无齿轮曳引机与有齿轮曳引机相比有哪些优点？1 体积小、重量轻伊士顿电梯引进和技术转化的永磁同步曳引机采用高性能钕铁硼稀土永磁材料和现代永磁电机设计技术，使曳引机的功率传输密度大大提高，取消了传统有齿轮曳引机的齿轮减速机构（齿轮减速箱），实现了曳引机的无齿轮传动，使得曳引机的整个体积缩小30%左右，重量减轻30%左右。

2 噪音低、振动小由于取消了齿轮减速机，有效降低了曳引机传输系统的噪音和振动，同时消除了传统有齿轮曳引机有可能发生的曳引机机械振动频率与建筑物固有频率发生共振现象,噪音下降可达10分贝.3 少维护或免维护齿轮减速机的取消，不用在使用齿轮油和每年1—2次的更换,大大减少了曳引机的维护成本和工作，使曳引机做到少维护甚至免维护。

4 效率高、节能永磁同步曳引机采用永磁体励磁，没有励磁损耗，电机本身效率提高，另外齿轮减速箱的取消，减少了曳引机曳引传动中的机械能量损耗，使整个曳引传动系统的效率大大提高（可达40%），功率减少30%左右,节能效果显著。

5 可靠性高曳引轮与制动轮采用整体结构形式，安全可靠性提高。

制动系统采用上电释放的双臂闸瓦刹车系统，双臂制动力矩达2.2倍额定转矩，安全性更高。

6 安装过程简化由于无齿轮永磁同步曳引机本身具有上行超速保护功能，不用在另外增加上行安全钳（额外增加上行超速保护装置），简化安装过程,减少故障点。

7.节约成本1)齿轮减速机的取消，不用在使用齿轮油和每年1—2次的更换;2)机房尺寸可以降低和缩小;二、我公司永磁同步无齿轮曳引机产品概况伊士顿电梯率先在国内通过 2.5M/S高速永磁同步无齿轮的国家电梯质量检验中心检验，各项性能指标均符合国家标准要求。

目前永磁同步无齿轮曳引机产品包括N（ESW800）和W(ESW1000)两个系列。

N(ESW800)系列为内转子结构，与普通电机结构相同，即电机的转子位于电机内部，定子位于转子外部并固定在机座内腔。

内转子结构适用于大载重量、高速度应用要求。

永磁同步电机与异步电机性能比较.(优选)

永磁同步电机与异步电机性能比较永磁同步电机与异步电机相比，具有明显的优势，它效率高，功率因素高，能力指标好，体积小，重量轻，温升低，技能效果显著，较好地提高了电网的品质因素，充分发挥了现有电网的容量，节省了电网的投资，它较好地解决了用电设备中“大马拉小车”现象。

1. 效率及功率因素异步电机在工作时，转子绕组要从电网吸收部分电能励磁，消耗了电网电能，这部分电能最终以电流在转子绕组中发热消耗掉，该损耗约占电机总损耗的20~30%，它使电机的效率降低。

该转子励磁电流折算到定子绕组后呈感性电流，使进人定子绕组中的电流落后于电网电压一个角度，造成电机的功率因数降低。

另外，从永磁同步电机与异步电机的效率及功率因数曲线(图1)可以看出，异步电动机在负载率（=P2/P n）<50%时，其运行效率和运行功率因数大幅度下降，所以一般都要求其在经济区内运行，即负载率在75%-100%之间。

(a) η--( P2/P n)cos--( P2/P n)(b) ϕ图1 永磁同步电动机与异步电动机的效率和功率因数1. 异步起动永磁同步电动机2.异步电动机永磁同步电机在转子上嵌了永磁体后，由永磁体来建立转子磁场，在正常工作时转子与定子磁场同步运行，转子中无感应电流，不存在转子电阻损耗，只此一项可提高电机效率4%~50%。

由于在水磁电机转子中无感应电流励磁，定子绕组有可能呈纯阻性负载，使电机功率因数几乎为1.从永徽同步电机与异步电机的效率及功率因数曲线(图1)可以看出，永磁同步电机在负载率>20%时，其运行效率和运行功率因数随之变化不大，且运行效率>80%. 2. 起动转矩异步电机起动时，要求电机具有足够大的起动转矩，但又希望起动电流不要太大，以免电网产生过大的电压降落而影响接在电网上的其他电机和电气设备的正常运行。

此外，起动电流过大时，将使电机本身受到过大电做力的冲击，如果经常起动，还有使绕组过热的危险。

因此，异步电机的起动设计往往面临着两难选择。

四极异步起动永磁同步潜油电机的电磁设计与起动性能仿真

４－ｌｎ．ｔｒＰｏｅＬｉｅＳａｔＰＭｙｈｒｎｕｂｍｅｓｂｅＭｏｏＳｎｃｏｏｓＳｕｒｉｌｔｒ
ＥｌｃｒｍａｎｔｓｇｎｔｒｉｇＰｒｏｍａｃｉｕａｉｎｏｅｔｏｇｅｉＤｅｉｎａｄＳａｔｅｆｒｎｅＳｍｌｔｆｃｎｏ
真，仿真结果验证了电磁设计的正确『和可行｝并根据仿真结果对电机ＣＤ软件程序进行完善。生生Ａ关键词异步起动；永磁同步潜油电机；电磁设计；起动过程；仿真
中图分类号：Ｍ３１文献标识码：文章编号：０８７８（０１０－０－４Ｔ４Ａ１０ — １２１）６０１２００
０引言
异步起动永磁同步潜油电机具有效率高、功率因数高、运行稳定性高、自起动等优点，能但潜油电机的具体应用场合和特殊的结构构造使得难以
实现潜油螺杆泵的低转速要求与其低转速潜油电机配合使用。本文对普通永磁同步电动机的设计方法进行改进，用ＶｓａＢｓ利ｉｌａｉｕｃ开发了四极异步起动永磁同步潜油电机的电磁设计ＣＤ软件。Ａ
行，因此本文利用Ａｓ瞬态场对设计样机的起ｎｏｌｆ动过程进行了电磁场仿真。
１异步起动永磁同步电动机起动过
任王口
异步起动永磁同步电动机与普通感应电动机
一
样，在起动过程中也要求具有ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ定的起动转矩
倍数、起动电流倍数和最小转矩倍数。此外，ｊ还要求电动机具有足够牵入同步能力。异步起动永

浅谈永磁电机的设计要点

浅谈永磁电机的设计要点永磁电机是一种利用永磁体产生磁场来驱动电机转动的设备。

它具有体积小、效率高、响应速度快等优点，在现代工业中得到广泛应用。

永磁电机的设计要点是指在设计永磁电机的过程中需要考虑的一些关键因素，包括电机结构、永磁材料、磁路设计、绕组设计等方面。

本文将从这些方面来浅谈永磁电机的设计要点。

一、电机结构设计永磁电机的结构设计是永磁电机设计的首要考虑因素之一。

首先需要确定电机的类型，包括直流永磁电机、交流永磁同步电机、交流永磁异步电机等。

不同类型的电机具有不同的结构特点和工作原理，需要根据具体的使用需求来选择。

其次是确定电机的功率和转速范围，这将直接影响电机的尺寸和重量。

最后是确定电机的散热方式和防护等级，这些因素都将影响电机的可靠性和使用寿命。

二、永磁材料选择永磁电机的性能主要取决于永磁材料的选择。

常用的永磁材料有钕铁硼、钴磁铁、铁氧体等。

钕铁硼磁体具有优良的磁性能，适用于高性能永磁电机的设计，但价格较高；钴磁铁磁体具有良好的抗高温性能，适用于高温环境下的永磁电机；铁氧体磁体价格低廉，适用于一般性能要求的永磁电机。

在选择永磁材料时，需要综合考虑其磁性能、成本、温度特性等因素。

三、磁路设计磁路设计是永磁电机设计的关键环节之一。

良好的磁路设计能够提高电机的磁路传导能力，减小磁阻，提高电机的工作效率。

在磁路设计中需要考虑的因素包括磁路长度、磁路横截面积、气隙磁密等。

为了最大限度地提高磁路的传导性能，需要采用合理的磁路形状和加强磁路的连接，提高磁路的填充因子。

四、绕组设计绕组设计是永磁电机设计的另一个重要方面。

绕组设计直接影响电机的电磁性能和功率密度。

在绕组设计中需要考虑的因素包括电机的转子类型、绕组方式、导体材料和截面积等。

合理的绕组设计能够提高电机的工作效率和输出功率，减小电机的损耗和温升。

五、控制系统设计控制系统设计是永磁电机设计的重要组成部分。

永磁电机的控制系统主要包括电流控制系统和转速控制系统。

高效小功率异步启动稀土永磁同步电机设计

的损耗，杂散损耗直接关系到电机效率
４４・电子技术与软件工程
ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆ＳｏｆｔｗａｒｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
ＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ・电力电子
实际制造工艺，采取相应的措施，本文主要从以下几个方面来综合考虑。
３．１降低永磁同步电机的损耗机的振动与噪声，以及便于电动机的装转子主要由永磁体、转子铁心和转轴构从第一节分析可知，要降低永磁配，其气隙长度往往比同规格的感应电成，转子设计是永磁同步电机设计的关
机的铜耗。降低铁耗，一般采用单位损
下几方面的影响：（１）在较宽的负载变化片结构基本上也相同，此处采用叠片结
２）要构。根据异步起动永磁同步电机的需要，耗较小的铁磁材料，永磁同步电动机由范围，有较高的功率因数和效率；（（３）要满足电机的定子槽数设定为３６个，定子每极每相于采用永磁体励磁，谐波含量比较丰富，满足电机的启动要求；４）永磁体用量要尽量少。因此要减小谐波造成的附加铁耗，铁心过载要求；（材料可选用高性能的硅钢片。３．２合理选择气隙长度槽数ｑ为（４）：
有铜耗、铁耗、机械损耗和杂散损耗，
铁耗的计算主要由三种方法：经验
测量线圈测电压法与有限元法。各种损耗占总损耗的比例随其功率而变公式法、

异步起动永磁同步电动机基于多阻尼回路的建模及仿真

ｔｅｎｎｌｅｒｍｔｅｔａｄｌｆｔｅｌｅｓａｔＭＳｗｉａｐｎｏｓｉｅｔｂｉｅｉｐｐｎｈｏ－ｎａａｈｍａｉｌｉｃｍｏｅｎ —ｔｒＰＭｔｄｍｉｇｌｐｓａｌｈｄｉｔｓａｅｏｈｉ－ｈｏｓｓｎｈ
（ｉｅｓｒＰｒｎｎｇｅＳｎｈｏｏｓＭｏｏ，Ｌｎ —ｔｔｅｍａｅｔａＭａｎｔｙｃｒｎｕｔｒ简称ＬＰＭ）为其转子上有起动绕组（尼ＳＭＳ因阻
条）既可以实现直接起动，又可以用变频装置，来控制，实现软起动。ＬＰＭ的转子磁路结ＳＭＳ构可以分为径向式、切向式和混合式三种，如图
ＭｏｏｔａｐｉｏｐｓｔｒｗｉｈＤｍｎｇＬｏ
Ｈｃａｇ，ＷａｇＪｎａＷａｇＱｉｇｕＸｕｈｎｎｕｙｎ，ｎｎ
ｆ．ｉａＳｔｌｉａｉｍｅＴａｋｎｎｎｒｌｐｒｍｅｔＪａｇｉ４３１Ｃｈｎ；ＣｈｎａｅｌｅＭｒｔ１ｔｉｒｃｉｇａｄＣｏｔｏＤｅａｔｎ，ｉｎｙｎ２１４，ｉａ
关键词：异步起动永磁同步电动机
中图分类号：Ｔ５：Ｔ４Ｍ３１Ｍ３１
多阻尼回路
数学模型
文章编号：１０ —８２（０１０ —０７５０３４６２１）８０２ —
文献标志码：Ａ

异步起动永磁同步电动机电磁振动特性及抑制措施的研究

微电机MICROMOTORS第53卷第1期2020年 1月V v I.23. No 1Dec. 2020异步起动永磁同步电动机电磁振动特性及抑制措施的研究唐旭，林旭梅，朱文杰(青岛理工大学信息与控制工程学院，山东青岛266525)摘要：现有关于永磁电机电磁振动的研究主要围绕单边开槽永磁电机展开，而异步起动永磁同步电动机的定转子双边开槽、永磁体内置于转子铁心内部，导致其电磁振动特性及抑制措施的研究难度大幅增加。

本文针对异步起动永磁同步电动机的负载运行，提岀了一种新的电磁力解析分析方法，建立了不同阶数、频率的电磁力与电机定转子齿槽参数之间的明晰关系。

利用机械阻抗法计算了电机主要低阶电磁力的电磁振动响应，并得到了对电机电磁振动起主要作用的低阶电磁力的频率。

进一步研究了通过改变定子齿宽抑制上述主要电磁力，并得到了相应的定子齿宽确定方法，利用有限元法验证了上述抑制措施的有效性。

关键词：异步起动永磁同步电动机；负载运行；电磁力；解析分析；抑制措施中图分类号：TM351； TM341 文献标志码：A 文章编号：101-6848(2020)1-001-06Stady of Charccteristico and Suppression Metiodo of ElectrcmagnetieViOrction in Line-stare Permaneyi Magnei Synchrcnous MotorTANG Xc, LINXumei, ZHUWenjie(School of 1/00X10100 and Control Engineering , Qingdao University f Tectnolofy ,Qingdao SSan/on/ 266525, China)Abstrcct : TFie existing resenrch oo electromaagettc vinratioo of permdgegt mdaget motoro mainVp fochses oosingle sine slotten permdgegt mdaget motors. While the resenrch oo electromaaaet-c vinratioo characte/sticr ang suppressioo methoOs of liae-sta/ perrmamt maaget sypchrogoos motoro (LSPMSM) is vero dimichlt, be-chnso of the statoo ang rotoo slcOs as welV as the inte/oc permaaegt maagets. N this paneo , a gew analytichV analysis methoO of electromaageec forcc was prooosen wien LSPMSM ooerates ungec loat. TFiis methoO chg cleerep —u OU s U the relationsoin betoeen the electromaaget-c forces of dmeregt o /—s and freguegcies angthe parametero of the teeth ang sUns of statoo ang rotoo. TFie mechanicht impegagce methoO was cseg to cht- chlate the electromaagegc vinratiog resyonso of the main U wo /cs electromaanet-c forcc of the motoo, angthe f/quegcy of the low-oraeo electromaaget-c forcc wOich playeg a major rote in the electromaagegc vinra-hon of the motoo was oOtaigeg . Furthermore , the atove electromaaget-c force was sucpresseg bp changing the teeth width of statoo , ang the cegespongmg methoO to determige the teeth width of statoo was oOtaigeg . Tiefinite eUm —t methoO was use- to veritp the effectiveness of the anove suupression methoO.Key words : UgeothO permdgegtsypchronoos motoo ； onerating ungeo loat ； ekctromaaget-c forcc ；analyticht analysis ； sucpressioo methoOo 引言电机的振动噪声主要分为三类：电磁噪声、机械噪声、空气动力噪声，其中，电磁噪声是电机振动噪声的主要来源。

三相交流异步电机永磁同步电机和开关磁阻电机在结构上及工作原理

三相交流异步电机永磁同步电机和开关磁阻电机在结构上及工作原理1. 引言1.1 概述在现代电力系统中，电机是不可或缺的设备之一。

三相交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机是常用的三种类型，在工业生产、家用电器以及交通领域广泛应用。

本文将重点探讨这三种电机在结构上及工作原理方面的差异和应用领域。

1.2 文章结构本文分为五个主要部分，首先是引言部分，对文章进行概述，并列出文章结构。

接下来会依次介绍三相交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机的结构、工作原理以及应用领域。

最后是结论部分，对比分析结果并评价各种电机的优缺点，并展望其发展前景。

1.3 目的本文旨在提供一个全面深入的了解三相交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机在结构和工作原理上的差异，帮助读者更好地理解它们在不同领域中的应用优势与适用条件。

通过对这些电机种类进行综合比较与评价，读者可以更加准确地选择合适的电机类型以满足特定应用需求，并对其未来发展做出预测。

2. 三相交流异步电机2.1 结构三相交流异步电机是一种常见的电动机类型，它由定子和转子组成。

定子是由三个互相偏移120度的线圈组成，这些线圈通过电路与外部电源连接以产生旋转磁场。

转子由铜质或导体材料制成，并包含永磁体。

2.2 工作原理当交流电源通入定子线圈时，产生的旋转磁场引起了转子内的感应电势。

根据感应法则，轴向排列的导体会在旋转磁场中感应出环形电流。

这个环形电流创造了一个反向磁场，与旋转磁场相互作用并引起了转子运动。

因此，转子开始以稍低于旋转磁场速度的速度运动。

2.3 应用领域三相交流异步电机被广泛应用于各种行业和领域。

它们常见于家庭及工业设备中的泵、风扇、压缩机、传送带等机械设备上。

此外，在交通工具如列车、地铁以及飞机中也经常使用它们。

以上为文章"2. 三相交流异步电机"部分内容的详细描述。

3. 永磁同步电机:永磁同步电机是一种通过在转子上安装永磁体来实现同步运转的电机。

永磁同步电动机的原理与结构详解

永磁同步电动机的原理与结构详解来源 |防爆云平台近些年永磁同步电动机得到较快发展，其特点是功率因数⾼、效率⾼，在许多场合开始逐步取代最常⽤的交流异步电机，其中异步启动永磁同步电动机的性能优越，是⼀种很有前途的节能电机。

永磁同步电动机永磁同步电动机的定⼦永磁同步电动机的定⼦结构与⼯作原理与交流异步电动机⼀样，多为4极形式。

图1是安装在机座内的定⼦铁芯，有24个槽。

图1—定⼦铁芯与机座电机绕组按3相4极布置，采⽤单层链式绕组，通电产⽣4极旋转磁场。

图2是有线圈绕组的定⼦⽰意图。

图2--同步电动机定⼦绕组永磁同步电动机的转⼦永磁同步电动机与普通异步电动机的不同是转⼦结构，转⼦上安装有永磁体磁极，永磁体在转⼦中的布置位置有多种，下⾯介绍⼏种主要形式。

永磁体转⼦铁芯仍需⽤硅钢⽚叠成，因为永磁同步电动机基本都采⽤逆变器电源驱动，即使产⽣正弦波的变频器输出都含有⾼频谐波，若⽤整体钢材会产⽣涡流损耗。

第⼀种形式：图3左图就是⼀个安装有永磁体磁极的转⼦，永磁体磁极安装在转⼦铁芯圆周表⾯上，称为表⾯凸出式永磁转⼦。

磁极的极性与磁通⾛向见图3右图，这是⼀个4极转⼦。

图3--表⾯凸出式永磁转⼦根据磁阻最⼩原理，也就是磁通总是沿磁阻最⼩的路径闭合，利⽤磁引⼒拉动转⼦旋转，于是永磁转⼦就会跟随定⼦产⽣的旋转磁场同步旋转。

第⼆种形式：图4中，左图是另⼀种安装有永磁体磁极的转⼦，永磁体磁极嵌装在转⼦铁芯表⾯，称为表⾯嵌⼊式永磁转⼦。

磁极的极性与磁通⾛向见图4右图，这也是⼀个4极转⼦。

图4--表⾯嵌⼊式永磁转⼦第三种形式：在较⼤的电机⽤得较多是在转⼦内部嵌⼊永磁体，称为内埋式永磁转⼦（或称为内置式永磁转⼦或内嵌式永磁转⼦），永磁体嵌装在转⼦铁芯内部，铁芯内开有安装永磁体的槽，永磁体的布置主要⽅式见图5。

在每⼀种形式中⼜有采⽤多层永磁体进⾏组合的⽅式。

图5--内埋式永磁转⼦的形式下⾯就径向式布置的转⼦为例做介绍。

图6是转⼦铁芯，为防⽌永磁体磁通短路，在转⼦铁芯还开有隔磁空槽，槽内也可填充隔磁材料。

永磁同步电机与异步电机性能比较

技术发展对性能的影响
新型材料的应用：提高电机的效率、减小体积和重量
冷却技术的改进：提高电机的散热性能和可靠性
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数字控制技术的进步：实现更精确的电机控制和优化
先进制造工艺的发展：降低生产成本和提高生产效率
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应用领域对比
永磁同步电机应用领域：电动汽车、工业自动化、风力发电、医疗器械等
异步电机应用领域：家用电器、工业泵、压缩机、传送带等
Part Five
优缺点分析
永磁同步电机的优点与缺点
优点：效率高、节能效果好、运行稳定可靠缺点：成本高、维护成本也较高、对工作环境要求高
异步电机的优点与缺点
优点：结构简单、运行可靠、价格便宜、维护方便缺点：效率低、功率因数低、调速性能差
异步电机的技术发展趋势
高效能：通过改进设计和制造工艺，提高异步电机的效率，降低能耗。
智能化：结合先进控制算法和传感器技术，实现异步电机的智能化控制，提高运行稳定性和可靠性。
集成化：将异步电机与其他系统进行集成，实现更高效、紧凑的解决方案，满足特定应用需求。
可持续性：发展环保型的异步电机，减少对环境的影响，符合可持续发展的要求。
永磁同步电机与异步电机性能比较
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目录
01 添加目录项标题
02 工作原理
03 性能参数
04 应用场景
05 优缺点分析
06 未来发展
Part One
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Part Two

异步起动永磁同步电动机技术条件及能效分级

异步起动永磁同步电动机技术条件及能效分级《异步起动永磁同步电动机技术条件及能效分级》随着环境保护意识的提高和节能减排政策的不断推进，电动机在工业和家庭应用中的重要性日益凸显。

传统的异步电动机由于其功率因数较低、能效较低等问题，使得人们对新一代电动机技术的研究和应用变得越来越迫切。

异步起动永磁同步电动机作为一种新兴技术，具有高效能、高功率因数等优势，逐渐受到业界的关注和重视。

异步起动永磁同步电动机技术要求在启动过程中，通过控制器对电机进行异步起动的同时，维持电机的工作频率与供电网的频率匹配，确保电机正常运行。

为了实现这一目标，异步起动永磁同步电动机需要具备以下条件：1. 启动性能稳定可靠。

电机在各种负载条件下都能够完成起动，并且具备良好的稳定性，不易发生异常情况。

2. 高效率。

电机的能效较高，能够将电能有效地转换为机械能，并减少能量的损耗，降低运行成本。

3. 高功率因数。

电机在运行过程中能够维持较高的功率因数，减少对供电网的负载和损耗，提高电网的负载能力。

4. 控制精度高。

异步起动永磁同步电动机的控制器需要具备高精度的控制能力，实现对电机启动和运行过程的精确控制。

为了推动异步起动永磁同步电动机技术的发展和应用，各国相关标准制定了相应的能效分级制度。

能效分级标准根据电动机的能效水平将其分为数个等级，以便用户在选购电动机时能够根据能效等级进行选择。

在能效分级标准中，通常使用字母和数字来表示不同的能效等级，比如IE1、IE2、IE3、IE4等。

其中，IE1为最低能效等级，IE4为最高能效等级。

较低等级的电动机能效较低，能量损失较大，而较高等级的电动机具备较高的能效和更低的能量损失。

近年来，随着电动机技术的不断创新和发展，越来越多的异步起动永磁同步电动机达到或超过了IE4的能效等级，为工业和家庭应用带来了更高的能效和经济效益。

总之，异步起动永磁同步电动机技术凭借其高效能、高功率因数等优势已经在各个领域得到了广泛应用。

永磁同步电机和三相异步电机

5
永磁同步电机(PMSM)
永磁同步电机广泛应用于以下领域
电动汽车和混合动力汽车：由于其高效节能和调速性能，适合用作动力源
工业自动化：用于高精度、高医疗器械和高精度仪器：需要高精度控制和低噪音的环境
三相异步电机(ASM)
三相异步电机广泛应用于以下领域
工业制造：用于驱动各种工业设备，如生产线、泵和风机等
建筑和农业：用于驱动泵、风机和各种机械设备
2
永磁同步电机 (PMSM)
永磁同步电机是一种笼型转子结构，转子部分由导条和笼型端环组成，这种设计使得转子具有较高的机械强度。转子上嵌有永磁体，提供磁场。定子部分由三相电枢绕组组成，通常采用分布式绕组方式
三相异步电机 (ASM)
三相异步电机具有一个电枢绕组和一个励磁绕组。电枢绕组在定子上，而励磁绕组在转子上。由于这种结构，电机的运行需要外部电源来产生磁场
3
永磁同步电机 (PMSM)
永磁同步电机的工作原理基于磁场同步控制。转子上的永磁体产生一个恒定的磁场，与定子绕组中的电流相互作用，产生力矩。通过控制定子绕组中的电流，可以精确控制电机的转速和转矩
三相异步电机(ASM)
三相异步电机的工作原理基于磁场异步控制。定子绕组中的电流产生一个旋转磁场，与转子上的励磁绕组相互作用，产生力矩。电机的转速略低于旋转磁场的转速，这是因为转子上的励磁绕组与电源同步，而电枢绕组与电源频率不同步
4
永磁同步电机(PMSM)
永磁同步电机具有以下性能特点
高效节能：由于转子上嵌有永磁体，无需励磁电流，因此电机效率高，特别是低速时
调速性能：通过控制定子绕组中的电流，可以实现宽范围、高精度的调速

三相异步电动机和永磁同步电动机

三相异步电动机和永磁同步电动机三相异步电动机和永磁同步电动机一、概述电动机是机械设备中最重要的元件，可以在转矩和转速不同的条件下实现可靠的动力传输，它也是工业生产中十分重要的驱动源。

今天，电动机的使用越来越广泛，它不仅在家用、工业和商业上有着广泛的应用，而且在一些特殊的环境中也可被使用。

主要有三相异步电动机和永磁同步电动机。

下面，我们就简单介绍下这两种电动机及其特点。

二、三相异步电动机三相异步电动机是一种结构简单，效率高，调速范围大，安装方便，维护频率低的电动机，它具有使用范围广，具有较高的效率，能够较为稳定的完成负荷变化，并且容易调速，故可以用于风机，泵，压缩机和其他传动应用中。

三相异步电动机的特点是，它使用三相异步电源，电源的频率可以调节，从而调节转子的频率；电动机的负载可以快速响应，可以根据所需要的功率和转速来调节，还可以节省其他有节能和节水效果；它具有良好的功率因数，也就是说，它能够根据电源的有效功率和机器的实际输出功率之间的比例来调整负荷输出，从而来提高电机的效率；它还具有维护简单，可以简单的更换电磁铁和滑环等零部件，而无需拆卸电机本体。

总之，三相异步电动机具有使用范围广，高效率，调速范围大等优点，集成了高效率，高可靠性，高可靠性，低负载损耗等优势，使其成为工业和家庭中广泛使用的驱动装置。

三、永磁同步电动机永磁同步电动机是在同步电动机的基础上，使用永磁体作为磁铁材料，使用程控电路来实现调速控制的电动机。

它的发展可以追溯到二十世纪八十年代，当时它已经可以实现高效率，高可靠性，精确调速和负载抗干扰能力，如今，它已经被广泛应用于工业，家庭和其他领域，被认为是节能环保，使用可靠的调速驱动。

永磁同步电动机的特点是：它具有较高的效率，能有效的提高电动机的运行效率；它具有较宽的调速范围，可以满足不同地区的使用需求；它易于控制，由于使用的是程控电路，可以实现较高的精度；它的维护简单，较为稳定，而且不仅耐磨，而且耐温，可以有效保证电机的运行平稳；它具有高可靠性，可以根据转速或负载的变化来自动调整转子的位置，确保电机能够正常运行；它可以节约能源，有效降低电机的运行成本；它具有紧凑型结构，可以减少机械驱动装置的空间。

特斯拉汽车的异步电机,永磁同步电机,同步磁阻电机工作原理

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永磁同步电机的原理及结构

第一章永磁同步电机的原理及布局之袁州冬雪创作永磁同步电机的原理如下在电动机的定子绕组中通入三相电流，在通入电流后就会在电动机的定子绕组中形成旋转磁场，由于在转子上装置了永磁体，永磁体的磁极是固定的，根据磁极的同性相吸异性相斥的原理，在定子中发生的旋转磁场会带动转子停止旋转，最终达到转子的旋转速度与定子中发生的旋转磁极的转速相等，所以可以把永磁同步电机的起动过程当作是由异步启动阶段和牵入同步阶段组成的.在异步启动的研究阶段中，电动机的转速是从零开端逐渐增大的，造成上诉的主要原因是其在异步转矩、永磁发电制动转矩、下而引起的，所以在这个过程中转速是振荡着上升的.在起动加速的，其他的转矩大部分以制动性质为主.在电动机的速度由零增加到接近定子的磁场旋转转速时，在永磁体脉振转矩的影响下永磁同步电机的转速有可以会超出同步转速，而出现转速的超调现象.但颠末一段时间的转速振荡后，最终在同步转矩的作用下而被牵入同步.永磁同步电机主要是由转子、端盖、及定子等各部件组成的.一般来讲，永磁同步电机的最大的特点是它的定子布局与普通的感应电机的布局非常非常的相似，主要是区别于转子的独特的布局与其它电机形成了不同.和常常使用的异步电机的最大分歧则是转子的独特的布局，在转子上放有高质量的永磁体磁极.由于在转子上安顿永磁体的位置有很多选择，所以永磁同步电机通常会被分为三大类：内嵌式、面贴式以及拔出式，如图 1.1所示.永磁同步电机的运行性能是最受关注的，影响其性能的因素有很多，但是最主要的则是永磁同步电机的布局.就面贴式、拔出式和嵌入式而言，各种布局都各有其各自的优点.图1-1面贴式的永磁同步电机在工业上是应用最广泛的，其最主要的原因是其拥有很多其他形式电机无法比较的优点，例如其制造方便，转动惯性比较小以及布局很简单等.而且这种类型的永磁同步电机更加容易被设计师来停止对其的优化设计，其中最局改成正弦分布后可以带来很多的优势，例如改善电机的运行性能.拔出式布局的电机之所以可以跟面贴式的电机相比较有很大的改善是因为它充分的操纵了它设计出的磁链的布局有着分歧错误称性所生成的独特的磁阻转矩能大大的提高了电机的功率密度，而且在也能很方便的制造出来，所以永磁同步电机的这种布局被比较多的应用于在传动系统中，但是其缺点也是很突出的，例如制作成本和漏磁系数与面贴式的相比较都要大的多顿在转子的外部，相比较而言其布局虽然比较复杂，但却有几明的它跟面贴式的电机相比较就会发生很大的转矩；因为在转子永磁体的装置方式是选择嵌入式的，所以永磁体在被去磁后所带来的一系列的危险的可以性就会很小，因此电机可以在更高的旋转速度下运行但是其实不需要思索转子中永磁体是否会因为向心力过大而被破坏.为了体现永磁同步电机的优越性能，与传统异步电机来停止比较，永磁同步电机特别是最常常使用的稀土式的永磁同步电机具有布局简单，运行靠得住性很高；体积非常的小，质量特此外轻；损耗也相对较少，效率也比较高；电机的形状以及大小可以矫捷多样的变更等比较分明的优点.正是因为其拥有这么多的优势所以其应用范围非常的广泛，几乎广泛航空航天、国防、工农业的生产和日常生活等的各个范畴.永磁同步电动机与感应电动机相比，可以思索不输入无功励磁电流，因此可以非常分明的提高其功率因素，进而减少了定子上的电流以及定子上电阻的损耗，而且在稳定运行的时候没有转子电阻上的损耗，进而可以因总损耗的降低而减小风扇（小容量的电机甚至可以不必风扇）以及相应的风磨损耗，从而与同规格的感应电动机相比较其效率可以提高2-8个百分点.先对永磁同步电机的转速停止研究，在分析定子和转子的n r/min ，所以定子的电流相应的频率是因为定子旋转的磁动势的旋转速度是由定子上的电流发生的，所以应为(1.1) 可以看出转子的旋转速度是与定子的磁动势的转速相等的. 对于永磁同步电机的电压特性研究，可以操纵电动机的惯例来直接写出它的电动势平衡方程式（1.2）对于永磁同步电机的功率而言，同样根据发电机的惯例可以得到永磁同步电机的电磁功率为（1.3）率是成正比的，所以可以得到以下公式（1.4）第二章永磁同步电机物理模子开环仿真下面临永磁同步电机物理模子的开环停止仿真，在仿真之前先先容各个单元模块，以便于对模子停止更好的仿真.逆变器单元，逆变是和整流相对应的，它的主要功能是把直流电转变成交流电.逆变可以被分为两类，包含有源逆变以及无源逆变.其中有源逆变的定义为当交流侧毗连电网时，称之为有源逆变；当负载直接与交流侧相连时，称之为无源逆变. 以图2-1的单相桥式逆变电路的例子来讲明逆变器的工作原理.图2-1逆变电路图2-1中S1-S4为桥式电路的4个臂，它们是.当开关S1、S4闭合，S2、S3S1、S4断开，S2、S3闭合时，2-2所示.图2-2逆变电路波形通过这个方法，便可以把直流电转变成交流电，只要改变两组开关相应的切换频率，便可以改变交流电的输出频率.这就是逆变器的工作原理.当负载是电阻时，负载电流相位也相同.当负载是阻感时，2-2的波形.设S1、S4，同时合上S2、S3，则立即变成负的.但是，正是因为负载中存在着电感，其中的电流极性仍将维持原来的方向而不克不及立即改变.这时负载电流会从直流电源负极而流出，颠末S2、负载和S3再流回正极，负载电感中储存的能量会向直流电源发出反馈信号，负载电流要逐渐减小，到大.S2、S3断开，S1、S4闭合时的情况近似.上面是S1-S4均为抱负开关时的分析，实际电路的工作过程要比这更复杂一些. 逆变电路根据直流侧电源性质的分歧可以被分为两种：直流侧为电压源的称为电压型逆变电路；直流侧为电流源的称为电流型逆变电路.它们也分别被称为电压源逆变电路和电流源逆变电路.三相电压型逆变电路是由三个单相逆变电路而组成的.在三相逆变电路中三相桥式逆变电路应用的最为广泛.如图2-3以很分明的看出它是由三个半桥逆变电路组成的.图2-3三相电压型桥式逆变电路如图2-3所示的电路的直流侧一般只用一个电容器便可以了，但是为了方便分析，画出了串联的两个电容器而且标出假想的中点单相半桥和全桥逆变电路是具有很多相似点的，三相电压型桥式逆变电路也是以180度的导电方式作为其基本的工作方式，同一半桥上下两个臂交替着导电，每相之间开端导电的角度以120度相错开.这样在任何时候，将会有三个桥臂同时导通.也可以是上面一个下面两个，也可以是上面两个下面一个同时导通.它之所以被称为纵向换流是因为每次换流都是在同一相上的两个桥臂之间互换停止.逆变器的参数设置如图2-4所示图2-4逆变器模块参数设置六路脉冲触发器模块，如图2-5所示图2-5六路脉冲触发器模块同步六路脉冲发生器模块可用于很多范畴.六路脉冲触发器的主要矢量.下面的图表显示了一个0度的α角的六路脉冲.如图2-6所示图2-6六路脉冲触发器输出的脉冲aipha_deg.该输入可以毗连到一个恒定的模块或者它可以毗连到节制系统来节制发电机的脉冲AB、BC、CA为输入的ABC三相的线电压Freq频率的输入端口，这种输入应该毗连到包含在赫兹的基本频率，恒定的模块.Block六路脉冲触发器的参数设置如图2-7所示图2-7六路脉冲触发器参数设置图2-8整体开环仿真框图本文在基于Matlab下建立了永磁同步电机的开环电机模子的仿真.Ω，直轴感抗为0.027H,交轴感抗为0.067H，漏磁通λf 为0.272wb，转动惯量J2,粘滞磨擦系数B为0.得到的仿真成果图如图2-9所示图2-9电机转速曲线从图中的曲线可以看出，电机转速给定值为3000N（pm），从电机起动开端，速度逐渐上升，达到给定值需要的时间比较长，换句话说就是电机的响应时间较长，而且在达到稳定值附近时的转速动摇也比较大，可以是因为永磁同步电机的外部布局很复杂，也可以是跟电机没有任何节制有关，希望在搭建了速度转矩双闭环节制后的转速的响应时间能缩短，达到给定值附近时的上下动摇能减小转矩的成果如图2-10所示图2-10永磁同步电机转矩曲线从图中可以看出，在永磁同步电机起动后转矩的值在零的附近动摇，动摇范围还是比较大，发生动摇的主要原因还是电机复杂的外部布局，以及在没有任何节制的情况下才出现的，希望在搭建成速度转矩双闭环节制下可使其动摇的范围减小，无限的接近于零.电流的仿真成果如图2-11所示图2-11永磁同步电机电流曲线对于永磁同步电机开环物理模子仿真的电流，电流在电机开端运行时电流会在短时间内上升并振荡，但很快就接近与零值而且在零值附近动摇.第三章永磁同步电机双闭环仿真在MATLAB下的SIMULINK环境中，操纵其中的各种模块，建立了永磁同步电机双闭环节制系统仿真模子.该系统是由PI节制器构成的速度环和滞环电流节制器建立的电流环共同节制的双闭环节制系统.通过给定转速与实际转速的比较发生的误差，将发生的误差信号送入PI节制器，再由PI节制器送达转速节制模块.并通过坐标变换发生的参考电流，与PMSM输出的实际电流相比较，再通过桥路逆变器发生输入PMSM的三相电压，颠末坐标变换后直接输入到PMSM 本体节制其运行.最终达到在操纵双闭环节制系统的节制下可以实现实际转速与期望转速相一致的目标.根据模块化的思想，我们可以将系统的整体布局划分为以下几个主要部分：在整个仿真过程中，电机本体模块是其中最重要的模块之一.而P 为极对数） (3.2)‘则可以建立如下的电机本体模块，如图3-2所示：图3-1 PMSM 电机本体模块转速节制模块是由比例积分节制器根据比例积分节制原理建立的，如图3-3所示的比例积分PI 节制模块.在本体模块中取的比例积分为0.5，积分增益为0.01，定子电流输出的限幅为[-5,5].图3-2 PI 节制模块0则(3.3)由此可以看出转矩与电机交轴电流之间存在一定的线性关系.在仿真过程中是由程序实现的，转矩节制模块也是根据以上的原理建立的.在仿真中，主要有4个坐标变换的模块：两相旋转坐标系向两相运动坐标系变换（d —q 到到abc ），以及三相坐标系向两相运动坐标系变换（abc 到到 d —q ）,换式相同.相应的坐标变换公式如下所示：两相旋转坐标系向运动坐标系变换：（3.5）两相运动坐标系向三相坐标系变换：(3.6)(3.7)（3.8）相应的反变换为：(3.9)（3.10）(3.11)（3.12）根据坐标变更公式（—）可以建立如图3-3、图3-4、图3-5、图3-6的坐标变换模块.图3—4α－β到abc坐标变换图3—5abc到α－β坐标变换图3—6α－β到d－q坐标变换对于电流节制方式而言，采取的是滞环节制.首先确定一个期望值，根据滞环的带将近在期望值的两侧来确定一个范围，当实际输出电流达到滞环宽度以上的时候，就会输出高值信号，从而达到对输出电流调节的目标.滞环节制器的模块是根据滞环节制原理搭建的，如图3-7所示.在图3-7中首先将实际电流与期望电流停止比较后发生误差，再颠末滞环节制器后发生三相电压信号.然后颠末数据逻辑非运算器器件和类型变换装置发生IGBT桥路6个IGBT管的门极脉冲信号.因同一相上的桥臂的管子触发脉冲是相反的，所以只要在原来的三相脉冲信号上加上逻辑非即可构成相应的6路脉冲触发信号，节制各个IGBT管的导通以及关闭.在本次仿真中，滞环的宽度设为0.1当期望电流与实际电流的误差不小于滞环带的宽度时，滞环节制器即守旧，输出值为1，当误差小于滞环宽度的负值时，滞环节制器即关断，输出为0.图3—7 滞环节制器布局电压源逆变器如图3-8所示，根据3.1.5小结小节中我们研究的电流节制器，它可以发生出IGBT的门极信号，而且通过这个信号来节制每一个IGBT管的导通以及关断.由直流电源发生的三相电流与三相实际电流值同时作用在负载上，根据误差的大小来发生输入到PMSM的三相电压Vabc，通过这个发生出来的三相电压来调节PMSM的实际转速也能同时调节交直轴的电流，最终达到实际值与期望值相等的目标.这个逆变桥的IGBT管是选用的IRGIB10B60KD1.为了得到相对更好的电流波形，要在IGBT桥路三相电流输出端加上一个滤波器，右边的负载电阻全取为20V，左下角独立的部分是IGBT桥路中流经IGBT管的电流以及电压的丈量装置，可通过它得到流经每一个IGBT管的电压和电流，要想得到IGBT管上的损耗功率只需将同一个IGBT管的电压电流和电压相乘即可，要想得到在一段时间内单个IGBT管上的消耗功率的总和，可以在功率输出端放上一个积分器输出值即可得到.图3—8电压逆变器布局3.2 仿真成果图3-9 整体仿真框图0.027H，交轴感抗0.067H.粘滞磨擦系数B为0.本次仿真就是为了验证所设计的PMSM双闭环节制系统的仿真模子的静、动态性能是否得到改善，是否达到预想的成果以及系统空载启动的性能是否杰出它的优越性可否体现出来，系统先是在空载情况下启动，在t=0.4s时突加负载2Nm，可以得到系统转速、转矩、直轴交轴电流以及A相电流的仿真曲线.给定参考转速为200rad/s，滞环宽度取为0.1.图3-10 永磁同步电机双闭环节制转速图3.11 永磁同步电机双闭环节制转矩图3.12图3.13图 3.14 永磁同步电机双闭环i电流曲线通过上面的仿真图可以很分明的看出：在给定的参考转速不变的情况下，系统从接纳到信号到可以响应需要的时间很短而且上下的动摇不是很大总体来看还是很平稳的，在起动阶段系统是坚持转速恒定的，而且在空载稳定速度下运行时，不思索系统的磨擦转矩，因此此时的电磁转矩的平均值为零，交轴和直轴电流以及相电流的平均值也接近为零.在突然加上负载后，转速发生了突然的下降，但是又能比较快的恢复到稳定的状态，稳态运行时转速没有静差，但突然加上负载后，电磁转矩就会略有增大，这是由于开关的频繁切换所造成的.稳态时，电磁转矩等于负载转矩，直轴电流的平均值为零，交轴电流均值增大，相电流为正弦波形，这很符合永磁同步电机的特性.仿真成果标明电机的动静态性能比较好，得到仿真之前预期的目标，说明建仿照真的方法是比较抱负的，是正确的.第四章永磁同步电机开环和双闭环仿真比较通过第二章的研究和分析，可以看出永磁同步电机在开环的运行形式下，得到的转矩、电流、转速的波形跟我们想要的效果有很大的差距，其中会出现从起动开端，达到稳定的时间比较长，而且到达稳定时的效果也比较差，波形很分明.这主要是由于开环运行的条件下系统普遍存在的问题较多（1）在开环系统中，各种参数间相互之间影响而且互相制约着，所以很难再对调节器的参数停止更好的调整，因而系统的动态性能的缺陷很分明，在这种情况下不是很抱负.（2）任何扰动在转速出现偏差后也无法调整，因而转速动态降落较大.相对开环来讲在第三章研究的永磁同步电机的双闭环节制系统就对电机调节的优势就很分明，如仿真成果标明：对永磁同步电机双闭环节制系统的仿真成果停止波形分析，可以很清楚的看到其的合感性，而且系统可以在非常平稳的状态下运行，跟开环节制系统相比较而言它具有较好的静、动态特性，可以达到我们所期望的目标.所以我们可以得出以下结论，采取该PMSM双闭环节制系统模子仿真，可以非常便捷地观察出它和开环情况下永磁同步电机相比较的优越性，实现同时也能很准确的验证其算法是否合理，只需要对其中一部分的功能模块停止替换或者是合理的适当的修改，就可以够实现对节制战略的更换或改进，不但可以间断对方案的设计周期停止节制，而且还能疾速验证所设计的节制算法是否正确是否合理，更优越的地方是可以充分地操纵计算机仿真的优越性.通过修改系统的参数变量或人为的加入分歧扰动因素来考查在各种分歧的试验条件下电机系统的动、静态性能，或者是摹拟相同的试验条件，通过各种参数或者分歧的波形来比较分歧的节制战略的优势和优势，为分析和设计分歧的永磁同步电机节制系统提供了更为有效的手段和工具，也给为了实际电机节制系统的设计以及调试提供了新的思路.在双闭环系统中应用到了直接转矩节制原理.直接转矩节制是近几年来继矢量节制技术之后发展起来的一种具有高性能的一种新型的交流变频调速技术.1985年由德国鲁尔大学Depenbrock传授第一次提出了基于六边形磁链的直接转矩节制实际[1]，1986年日本学者Takahashi提出了基于圆形磁链的直接转矩节制实际[2]，紧接着1987年在弱磁调速范围为涉及到了它.分歧于矢量节制技术，直接转矩节制自己的特点是很突出的.在矢量节制中遇到的计算复杂、特性易受电动机的参数变更所影响、实际性能很难达到实际分析成果等问题在直接转矩节制中得到了很大程度的改善.直接转矩节制技术一诞生，它就以自己新颖的节制思路，简洁了然的系统布局，杰出的静、动态性能而受到了人们普遍的注意，因而得到迅速的发展.今朝该技术已成功的应用到了电力机车的牵引以及提升机等大功率交传播动上.ABB公司已将直接转矩节制的变频器投放到了市场上.直接转矩节制的思想是想要直接节制电机的电磁转矩要来节制定子的磁链的方法，不像矢量节制那样，要通过电流来节制它的电磁转矩，而是在定子坐标系下观测电机的定子磁链和电磁转矩，并将磁链、转矩的观测值拿来与参考值经两个滞环比较强后得到的磁链、转矩节制信号，综合思索定子磁链的位置，要有开关选择适当的电压空间矢量，节制定子磁链的走向，从而来节制转矩[13].和矢量节制相比较，它的优点在于它抛开了矢量节制中的复杂的思想，直接对电机的磁链和转矩停止节制，并用定子的磁链方向来代替转子磁链的方向，从而避开了电机中不容易确定的参数[3].通过本次的毕业设计，使我把从讲义里学到的东西以及讲义以外的知识接洽在了一起，在本次的毕业设计中我从最基本的对永磁同步电机的基本布局、工作原理等开端研究，通过查阅大量的书籍资料，使我获得了在本课题之外的很多知识，在此期间虽然遇到了很多的问题，但是对于我来讲这是一种动力，可以促使我更多的学习相关的知识，使我对永磁同步电机才干有更深入的懂得，在做毕业设计的过程中才干得心应手.做毕业设计的过程中以永磁同步电机的开环仿真作为基础，最终搭建出对永磁同步电机的双闭环节制，使其发挥出其最好的性能，并与其开环时的电机性能停止对比，观察出双闭环节制系统对电机有效节制，达到我们预期和想要的目标.现代的社会中，电力电子技术、微电子技术、以及电机节制实际等都迅速的发展起来，正是因为以上的发展，才使得永磁同步电机可以更好的被深入研究，以及最终达到广泛的应用.虽然本次毕业设计对永磁同步电机的性能做出了一些改善，得到了一些有意义的成果，但是由于自己的才能有限，还需要进一步的学习和研究.比方关于永磁同步电机的一系列困难，以及它的局限性，都是需要得到更多的学者来停止研究，最后希望永磁同步电机有个更好的今天.。