相信大家對永磁同步電機都很熟悉?;叵胍幌拢咧形锢碇蠨C刷電機的原理千百年來都是一樣的。永磁體(磁鐵)充當(dāng)定子,線圈充當(dāng)轉(zhuǎn)子,通電時產(chǎn)生磁場。根據(jù)“同性相斥,異性相吸”的原理,它會繞著定子旋轉(zhuǎn)。
但是轉(zhuǎn)過180度后,你會發(fā)現(xiàn)定子的N極緊挨著轉(zhuǎn)子的S極,兩者開始互相吸引。如果他們不轉(zhuǎn)向呢?所以這個時候就需要通過轉(zhuǎn)子改變電流方向,但是你不能改變電源的電流方向,所以就需要換向器和電刷。
電刷的主要作用是傳導(dǎo)電流,它的正負(fù)極與電池的正負(fù)極相連。轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)180度,電刷與換向器的連接處轉(zhuǎn)動,線圈原來的正極變成負(fù)極,負(fù)極變成正極,如此交替循環(huán),實現(xiàn)電磁力驅(qū)動轉(zhuǎn)子線圈的連續(xù)轉(zhuǎn)動。但由于電刷一直在換向器上刷,必然會產(chǎn)生磨損,運氣不好也會產(chǎn)生火花。
前面說了,電刷會磨損,甚至?xí)蚧穑袁F(xiàn)在大部分車都用無刷電機。我們這次討論的永磁同步電機和交流異步電機都是無刷電機?,F(xiàn)在我們終于進入正題,告訴你兩者的區(qū)別:同步和異步指的是什么?指的是轉(zhuǎn)子的速度和定子產(chǎn)生磁場的速度是否相同。要完全理解這個問題,我們需要了解這兩個電機的原理。
今天小編就先帶大家了解一下永磁同步電機
需要注意的是永磁同步電機不同于我們上面舉例使用的教材中的電機:線圈充當(dāng)定子,永磁體充當(dāng)轉(zhuǎn)子,正好相反。
先說這個永磁體。現(xiàn)在大多采用釹鐵硼材料,被稱為“永磁之王”,是目前磁性最高的永磁材料。要獲得這種材料,需要稀土。
這里稍微科普一下。稀土族是鑭系15種元素的集合,加上與鑭系密切相關(guān)的鈧和釔的17種元素。中國的稀土儲量最高時占世界的71.1%,目前占不到23%。過去幾年,中國還承擔(dān)了稀土出口的角色。邦老師老家很擅長處理稀土,甚至大學(xué)還專門成立了稀土研究所。
之所以在這里說這么多廢話,是想告訴你,稀土很貴,所以永磁很貴,永磁DC電機也很貴...
好吧,有點跑題了,我們繼續(xù)討論永磁同步電機;因為沒有刷,所以換向必須是“電子化”的,下面是永磁同步電機的結(jié)構(gòu)圖:
外環(huán)灰色是固定在車身上的定子外殼,上面間隔纏繞著紅綠藍(lán)三組六匝線圈,對角線為同一組。中間的白色車輪是轉(zhuǎn)子,它將輸出軸連接到輪胎上。
假設(shè)我們先給綠色線圈通電,那么它就會產(chǎn)生一個類似于條形磁鐵的磁場。如果三組線圈都通電,那么三組線圈的磁場就相當(dāng)于在定子內(nèi)部放置了三個“米”字形的條形磁鐵,會產(chǎn)生一個不斷旋轉(zhuǎn)的磁場,然后通過定子產(chǎn)生的磁力帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
注意上圖中的條形磁鐵只是為了幫助你了解通電線圈的磁場方向,并不是放在電機里的磁鐵!
在這種情況下,當(dāng)通電線圈發(fā)生變化時,轉(zhuǎn)子可以立即受力,即轉(zhuǎn)子速度與定子產(chǎn)生磁場的速度相同,所以稱為同步電機。
另外,這里的轉(zhuǎn)子不僅僅是一塊磁鐵。如果是這樣,由于磁極的單一方向,力將是不均勻的。因此,它通常在定子上放置更多的磁鐵,形成定子磁鐵組,從而形成SN極間隔開的永磁轉(zhuǎn)子。
這樣,磁場中的轉(zhuǎn)子在任何方向都受到磁鐵的作用力,所以使轉(zhuǎn)子穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。當(dāng)然,線圈的通斷是由轉(zhuǎn)子位置傳感器和開關(guān)控制的。他們?nèi)齻€的通斷不是簡單的“你開我關(guān)”,而是復(fù)雜的通斷規(guī)律,這里就不贅述了。
由于篇幅有限小編關(guān)于永磁同步電機的問題就講到這里,以上內(nèi)容由阿特拉斯壓縮機小編收集真理發(fā)布!