Конструкция и принцип работы синхронного двигателя с постоянными магнитами

Высокоэнергетические постоянные магниты, состоящие из редкоземельных материалов NdFeB, используются для возбуждения магнитного поля в синхронных двигателях с постоянными магнитами. Это позволяет добиться существенного уменьшения габаритов и веса таких двигателей. Отсутствие роторной обмотки и компактные размеры ротора способствуют повышению эффективности этих двигателей.

АНОНС

• Конструкция синхронного двигателя с постоянными магнитами
• Принцип работы синхронного двигателя с постоянными магнитами

Строительство ПМСМ

Базовый синхронный двигатель и синхронный двигатель с постоянными магнитами (PMSM) имеют схожую конструкцию, основное различие заключается в конструкции ротора. В отличие от обычного ротора, в роторе PMSM для создания полюсов возбуждения используются постоянные магниты вместо обмоток возбуждения. Из-за высокой магнитной проницаемости для изготовления постоянных магнитов часто используются железо средней твердости, бор и самарий-кобальт.

Чаще всего используются постоянные магниты неодим-бор-железо, поскольку они легко доступны и имеют разумную цену. Этот тип магнита прикреплен к ротору, который обычно расположен внутри статора электродвигателя. С другой стороны, некоторые конфигурации двигателей включают внешний ротор, что приводит к конструкции, вывернутой наизнанку.

Ротор в основном состоит из мощных постоянных магнитов, выбранных из-за их высокой коэрцитивной силы. С другой стороны, статор состоит из внешнего каркаса и сердечника, содержащего обмотки. Во многих случаях для статора обычно применяется конструкция, включающая двух- или трехфазные обмотки.

Принцип работы PMSM

Синхронный двигатель работает на основе взаимодействия постоянного магнитного поля ротора и вращающегося магнитного поля статора. Вращающееся магнитное поле создается статором синхронного двигателя, как и в трехфазном асинхронном двигателе. Закон Ампера гласит, что крутящий момент создается синхронным переменным током из обмоток статора и магнитным полем ротора. Этот крутящий момент позволяет ротору вращаться легче.

Постоянное магнитное поле создается постоянными магнитами на роторе синхронных двигателей с постоянными магнитами (СДПМ). Полюса ротора совпадают с вращающимся магнитным полем статора, когда он вращается с синхронной скоростью. В результате при прямом подключении к сети трехфазного тока СДСМ не могут запуститься самостоятельно.