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使用永磁同步电机的纯电动车是如何启动的?

作者:机械网
文章来源:本站

  永磁电机若想启动,须定子磁链与转子磁链呈90度相位差,由于转子磁链位置不能确定,不能自启动。通常用一些闭环控制策略启动。有些永磁电机转子为笼型与永磁体合成转子,既有感应电机的自启动能力,又有永磁电机良好的转矩特性。

  常用的启动方法是先把从变频器输出的交流电频率调的很低,使得定子线圈产生的旋转磁场转速很低,使得电机转子慢慢被迁入同步,使得电动机启动,在迁入同步以后,再逐步提高变频器输出的交流电频率,使电机的转速逐步加快。

  永磁同步电机启动方法:

  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,三相绕组按3相4极布置,通电产生4极旋转磁场。

  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,永磁体磁极安装在转子铁芯圆周表面上,称为凸装式永磁转子。磁极的极性与磁通走向右,这是一个4极转子。

  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。

  不考虑瞬态响应,永磁同步电机的异步启动过程可看作是不同转速下的稳态异步运行,在启动过程中,当定子绕组通以频率的三相对称交流电时,产生的气隙磁场以同步速旋转,在转子启动鼠笼式绕组中感应出频率的交流电流。由于转子磁路不对称,转子电流产生的磁场可分解为正、反两个旋转磁场,即同步电动机的异步启动过程气隙中存在三种不同转速的旋转磁场。

  转子的正向旋转磁场与定子旋转磁场,彼此相对静止,相互作用产生异步驱动转矩。转子的反向旋转磁场,在定子绕组中感应出频率的电流,其所产生的定子旋转磁场与转子反向旋转磁场彼此相对静止,两者相互作用产生另一异步转矩,称为磁阻负序分量转矩。

  转子永磁体产生的磁场速度旋转,在定子绕组中感应出频率的电流,这相应于一台转速为n,空载电动势为(1-s)E。的发电机定子绕组通过电网接线端被短接的运行工况。此时短路电流在定子电阻上产生电阻损耗,体现在转轴上,相当于加给转子一个制动转矩。

  永磁同步电机与感应电动机相比,无需无功励磁电流,功率因数高,减少了定子电流和电子电阻损耗,而且在稳定运行时没有转子铜耗,进而可以减小风扇相应的风摩损耗,从而使其效率比同规格感应电动机提高5%~10%,永磁同步电动机在25%~120%额定负载范围内均可保持较高的效率和功率因数,使轻载运行时节能效果更为显著。这类电机一般都在转子上设置启动绕组,具有在某一频率和电压下直接启动的能力。

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