永磁同步电动机的转动原理

由图3-46(a)可知,当定子的A、B、C相按照时序分别通电流时,定子A、B、C相的磁场就会按一定方向旋转,所以永久磁铁就可旋转。常见的永磁同步电动机的定子为三相对称绕组[图346(b),与三相异步电动机的结构相同。转子上有稀土永磁铁。驱动器为交直交电压型逆变器,通过正弦波脉宽调制(PWM),输出频率为f,电压是可变的三相正弦波电压。三相正弦波电压在定子三相绕组中产生对称三相正弦波电流,并且在气隙中产生旋转磁场。旋转磁场的转速n1=2-πf/p,这个旋转磁场和永磁体转子作用带动转子与旋转磁场同步旋转,并力图使定子、转子磁场轴线对齐。当外加负载转矩之后,转子磁场轴线落后定子磁场轴线一个功率角θ,功率角θ和负载成正比,负载越大,功率角就越大,直至功率角大到足以使转子停止不转动。由此看出,永磁同步电动机在运行时,其转速必须和频率严格成比例旋转,否则就会失步停转。因此,永磁同步电动机的转速与旋转磁场同步,其静态误差为零。在负载扰动下,只是功率角在变化,而转速不变,响应时间是实时的,这是永磁同步电动机的运行特点。但当功率角处于某一特定值时,电动机会因为失步而停转。所以,该电动机不适合在重负载情况下使用,也不易快速启动。