永磁电机 宜春YXTX系三相稀土永磁同步电动机厂家
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恒压频比控制
恒压频比控制是一种开环控制。它根据系统的给定，利用空间矢量脉宽调制转化为期望的输出电压uout进行控制，使电动机以一定的转速运转。在一些动态性能要求不高的场所，由于开环变压变频控制方式简单，至今仍普遍用于一般的调速系统中，但因其依据电动机的稳态模型，无法获得理想的动态控制性能，因此必须依据电动机的动态数学模型。永磁同步电动机的动态数学模型为非线性、多变量，它含有ω与id或iq的乘积项，因此要得到的动态控制性能，必须对ω和id，iq解耦。近年来，研究各种非线性控制器用于解决永磁同步电动机的非线性特性。
根据磁阻小原理，也就是磁通总是沿磁阻小的路径闭合，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。
图4左是另一种安装有永磁体磁较的转子，永磁体磁较嵌装在转子铁芯表面，称为嵌入式永磁转子。磁较的极性与磁通走向见图右，这也是一个4较转子。
图4嵌入式永磁转子铁芯1
图5右是一种嵌入式永磁转子，永磁体嵌装在转子铁芯内部，为防止永磁体磁通短路，在转子铁芯开有空槽或在槽内填充隔磁材料。磁较的极性与磁通走向见下右图，这也是一个4较转子。
同步电机之关于稀土永磁电机
一般所说的稀土永磁电机都是指*三代稀土永磁电机，因为这种永磁材料性能优异，价格相对便宜，因此比代或*二代稀土永磁材料更有前景。钦铁硼永磁电机，作为代的永磁电机具有很大的发展潜力，电机界的认为，钱铁硼的发展方向一方面是逐渐取代其他永磁材料的永磁电机，另一方面是取代一部分电励磁电机。近年来由于电机界研究者的工作，已经取得了很大的成绩。
l）永磁同步发电机永磁同步发电机不需要励磁绕组及直流励磁电源，这样就取消了容易出问题的集电环和电刷装置，使之成为无刷发电机，因而发电机结构简单、运行可靠。采用钦铁硼永磁材料后，电机的气隙磁感应强度可以，这样使电机体积缩小、重量减轻。对于航空、航天和其他高可靠性和高性价比的场合具有重要意义，所以航空航天部门中正努力进行这方面的研究。
另外，在风力发电、地热发电及小型水利发电机、小型内燃发电机组等方面也在进行深人研究和推广。稀土永磁发电机，作为大型汽轮或水轮发电机组的励磁机，我国早在20世纪80年代便研制成功了40一160kVA稀土永磁发电机，这种电机的研制成功大大提高了电站运行的可靠性。
2）永磁同步电动机永磁同步电动机与感应电动机相比，不需要无功励磁电流，可以提高电动机的功率因数，而且在稳定运行时没有转子电阻损耗，从而使其效率比同规格的感应电动机有所提高。而且永磁同步电动机在25 % -120％额定负载范围内均可保持较率和功率因数，从而使电动机在运行时，特别是轻载运行时有着显著的节能效果。当然这种电机不具备自起动能力，但是电机工作者在该电动机上加装了起动绕组，使之能够直接起动，人们把这种电动机称之为具有异步起动能力的同步电动机。在我国，沈阳工业大学与闽东电机厂研制的800W纺织永磁同步电动机效率高达91 %，功率因数为0 . 95 ,节能率可达10％。
3）稀土永磁无刷电动机随着电力电子技术的迅猛发展和元器件价格降低，人们已经和正在研制各种不同变频供电电源的永磁同步电动机，加上转子位置闭环控制系统而构成自同步的永磁电动机，这种电动机一般称为无刷直流电动机。这种电动机既具有电励磁直流电动机的优异调速特性，又实现了无刷结构，这在要求高控制精度和高可靠性场合，如航空航天、数控机床、加工中心、机器人、计算机外部设备、家用电器等方面获得广泛的应用。这其中反电动势波形和供电波形都是矩形波的电动机称为无刷直流电动机；反电动势波形及供电波形都是正弦波的电动机称同步电动机，在这里我们统称为永磁无刷直流电动机。在家用电器中，如空调、电冰箱、洗衣机、吸尘器、风扇等既是耗电大件，又是噪声来源。如果用无刷电动机逐步取代有刷电动机，不但为人们节约能源，而且又使生活条件得到改善。由于稀土永磁材料具有高剩余磁感应强度、高矫顽力和高磁能积的特点，它可以研制成具有较大气隙长度和较高气隙磁感应强度的电机，根据需要，可以制成无齿槽的盘式电动机、无槽电机、无铁心电机等无刷直流电机，这些电机由于无齿槽结构，既可以减少电机的重量和转动惯量，提高电机响应灵敏度，又可以减少电机中电磁谐波成分，减少电机脉动转矩，增加运行的平稳性，同时简化制造工艺，因而在高控制场合，如计算机外部设备、办公设备等中得到了广泛的应用。总之，由于高性能的稀土永磁材料的出现给永磁电机性能更优化、结构更简化及大型化提供了必要条件，使电机向更高层次发展。
近年来，随着电力电子技术、微电子技术、新型电机控制理论和稀土永磁材料的快速发展，永磁同步电动机得以迅速的推广应用。永磁同步电动机具有体积小，损耗低，效率高等优点，在节约能源和环境保护日益受到重视的今天，对其研究就显得非常必要。因此。这里对永磁同步电机的控制策略进行综述，并介绍了永磁同步电动机控制系统的各种控制策略发展方向。
2 永磁同步电动机的数学模型
当永磁同步电动机的定子通入三相交流电时，三相电流在定子绕组的电阻上产生电压降。由三相交流电产生的旋转电枢磁动势及建立的电枢磁场，一方面切割定子绕组，并在定子绕组中产生感应电动势；另一方面以电磁力拖动转子以同步转速旋转。电枢电流还会产生仅与定子绕组相交链的定子绕组漏磁通，并在定子绕组中产生感应漏电动势。此外，转子永磁体产生的磁场也以同步转速切割定子绕组。从而产生空载电动势。为了便于分析，在建立数学模型时，假设以下参数：①忽略电动机的铁心饱和；②不计电机中的涡流和磁滞损耗；③定子和转子磁动势所产生的磁场沿定子内圆按正弦分布，即忽略磁场中所有的空间谐波；④各相绕组对称，即各相绕组的匝数与电阻相同，各相轴线相互位移同样的电角度。
在分析同步电动机的数学模型时，常采用两相同步旋转(d，q)坐标系和两相静止(α，β)坐标系。图1给出永磁同步电动机在(d，q)旋转坐标系下的数学模型。
(1)定子电压方程为：
式中：r为定子绕组电阻；p为微分算子，p=d/dt；id，iq为定子电流；ud，uq为定子电压；ψd，ψq分别为磁链在d，q轴上的分量；ωf为转子角速度(ω=ωfnp)；np为电动机较对数。
(2)定子磁链方程为：
式中：ψf为转子磁链。
(3)电磁转矩为：
式中：J为电机的转动惯量。
若电动机为隐较电动机，则Ld=Lq，选取id，iq及电动机机械角速度ω为状态变量，由此可得永磁同步电动机的状态方程式为：
由式(7)可见，三相永磁同步电动机是一个多变量系统，而且id，iq，ω之间存在非线性耦合关系，要想实现对三相永磁同步电机的高性能控制，是一个颇具挑战性的课题。
