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电永磁同步电机发展历程

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电永磁同步电机发展历程

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【摘要】:

永磁同步电动机的发展与永磁材料的发展密切相关。早在20世纪初,工业领域就出现了第永磁材料alnico,开启了永磁同步电机技术的发展历程。然而,铝镍钴永磁材料的磁能积很小,限制了永磁同步电动机的技术发展。直到稀土材料的出现,永磁同步电动机才逐渐发展起来,并广泛应用于国民经济的各个领域。目前,广泛应用的稀土永磁电机主要经历了以下三个发展阶段。

第一阶段:20世纪60年代至70年代,由于稀土永磁材料价格较高,永磁电机的发展主要集中在航空航天等特殊行业的高端领域。

第二阶段:20世纪80年代,随着钕铁硼永磁材料的出现和电力电子、微电子技术的发展,永磁同步电动机的成本大大降低,控制更容易实现。因此,永磁同步电动机的研究和应用开始扩展到工业和民用领域。

第三阶段:20世纪90年代以来,永磁材料、电力电子、微电子和永磁同步电机的设计和开发取得了显著进展,使永磁电机的应用更加广泛。它已成为驱动系统的首选电机,代表了21世纪电气驱动系统的发展方向。0.2.3永磁同步电动机的分类永磁同步电动机主要由转子和定子组成,其中定子由对称三相绕组和电枢铁芯组成,转子主要由转轴、永磁体和磁轭组成。当三相正弦电流作用在定子上时,定子和转子之间的间隙将产生相同形状的磁动势。定子磁链和转子磁链之间的相互作用使永磁同步电机产生电磁转矩。

根据永磁体在转子中的不同位置,永磁同步电动机可分为表面安装式、插入式和嵌入式。表面安装式永磁同步电动机的转子由转轴表面的永磁体简单组合,因此结构的机械强度受到限制。但是,从磁性的角度来看,这种结构有一定的优势,主要是因为空气和磁铁的磁导率几乎相同,永磁同步电机的直轴和交轴电感相等,因此,转子磁场和定子磁场之间的相互作用不会产生磁阻转矩。对于插入式和嵌入式电机,磁铁嵌入转子中。这种结构提高了转子的机械强度,使电机易于实现弱磁控制,更适合高速运行。然而,这种结构的电机的主要缺点是磁阻转矩,这增加了电机转矩控制的复杂性,并且安装和制造过程复杂。