永磁同步电机的特点及应用课件讲解

学习情境九永磁同步电机及其控制技术北汽新能源纯电动汽车使用的是一款永磁同步电机，最近该电机出现了故障，需要你去对电机进行检查。请你总结一下永磁同步电机的结构及其控制技术。学习情景描述学习目标1.了解永磁同步电机的基本结构；2.掌握永磁同步电机的工作原理；3.了解永磁同步电机的控制技术；4.掌握永磁同步电机的特点与应用。工作任务1.在教师的指导下，制订永磁同步电机的检查计划；2.根据检查计划对纯电动汽车的永磁同步电机进行检查。目标和任务知识拓展3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，永磁同步电机得以迅速地推广应用。与传统的电励磁同步电机相比，永磁同步电机,特别是稀土永磁同步电机具有损耗少、效率高、节电效果明显的优点。资讯四永磁同步电机的特点及应用（1）用永磁体取代绕线式同步电机转子中的励磁绕组，从而省去了励磁线圈、集电环和电刷，以电子换相实现无刷运行,运行可靠。（2）永磁同步电机的转速与电源频率间始终保持准确的同步关系，控制电源频率就能控制电机的转速。（3）永磁同步电机具有较硬的机械特性，对于因负载的变化而引起的电机转矩的扰动具有较强的承受能力，适合在负载转矩变化较大的工况下运行。（4）永磁同步电机的转子为永久磁铁，无须励磁，因此电机可以在很低的转速下保持同步运行，调速范围宽。资讯四永磁同步电机的特点及应用1.永磁同步电机的优点（5）永磁同步电机与异步电机相比，不需要无功励磁电流，因而功率因数高，定子电流和定子铜耗小，效率高。（6）体积小，质量轻。近些年来随着高性能永磁材料的不断应用，永磁同步电机的功率密度得到很大提高，其适合应用在许多特殊场合。（7）结构多样化，应用范围广。永磁同步电机由于转子结构的多样化，产生了特点和性能各异的许多品种，几乎无所不在。资讯四永磁同步电机的特点及应用012.永磁同步电机的缺点02（2）永磁同步电机的磁钢价格较高。（1）由于永磁同步电机转子为永磁体，无法调节，必须通过加定子直轴去磁电流分量来削弱磁场，这会增大定子的电流，增加电机的铜耗。资讯四永磁同步电机的特点及应用图9-9永磁同步电机的机械特性曲线3.永磁同步电机的运行特性永磁同步电机的运行特性主要包括机械特性和工作特性。永磁同步电机稳态正常运行时，转速始终保持同步转速不变，因此，其机械特性曲线为平行于横轴的直线。调节电源频率来调节电机转速时，转速将严格地与频率成正比变化，如图9-9所示。资讯四永磁同步电机的特点及应用图9-10永磁同步电机的工作特性曲线永磁同步电机的工作特性是指当电源电压恒定时，电机的输入功率P1、电枢电流Ia、效率η、功率因数cosφ等随输出功率变化的关系，如图9-10所示。从图9-10中可以看出，在正常工作范围内，永磁同步电机的功率因数比较平稳，效率特性也能保持较高的水平。电机的输入功率和电枢电流近似与输出功率成正比。4.永磁同步电机的应用永磁同步电机体积小、质量轻、转动惯量小、功率密度高

适合电动汽车空间有限的特点；另外，转矩惯量比大、过载能力强，尤其低转速时输出转矩大，适合电动汽车的起动加速。因此，永磁同步电机得到国内外电动汽车界的广泛重视，并已在日本得到了普遍应用。日本新研制的电动汽车大都采用永磁同步电机驱动，比较典型的是在丰田普锐斯混合动力轿车上的应用。资讯四永磁同步电机的特点及应用丰田普锐斯电机为交流永磁同步电机，采用钕磁铁（永久磁铁）转子。其特点是输出功率高、低速转矩特性好。THS（丰田混合动力系统）Ⅱ的500V最高电压使电机的输出功率提高到THS（最高电压为274V）的1.5倍，即从33kW提高到50kW，而电机的尺寸保持不变。在电机控制方面，中转速范围增加全新的调制控制技术，保留原来的低速和高速控制方法。通过改进脉冲宽度调制方法，中速范围的输出功率比原来的最大值增加约30％。其单位质量和体积的输出功率反映世界最先进水平。丰田普锐斯发电机也采用交流永磁同步发电机，向高功率电机提供充足的电能。发电机高速旋转，以增大输出功率。采用增加转子强度等措施，将最大功率输出时的转速从6500r/min提高到10000r/min，高转速明显地提高了中转速范围的电力，改善了低转速范围的加速性能。此外，发电机还用作发动机的起动机。起动时，发电机（起动机）驱动分配装置的太阳轮带动发动机旋转。资讯四永磁同步电机的特点及应用知识拓展4丰田普锐斯电机为交流永磁同步电机，采用钕磁铁（永久磁铁）转子。其特点是输出功率高、低速转矩特性好。THS（丰田混合动力系统）Ⅱ的500V最高电压使电机的输出功率提高到THS（最高电压为274V）的1.5倍，即从33kW提高到50kW，而电机的尺寸保持不变。在电机控制方面，中转速范围增加全新的调制控制技术，保留原来的低速和高速控制方法。通过改进脉冲宽度调制方法，中速范围的输出功率比原来的最大值增加约30％。其单位质量和体积的输出功率反映世界最先进水平。丰田普锐斯电机为交流永磁同步电机，采用钕磁铁（永久磁铁）转子。其特点是输出功率高、低速转矩特性好。THS（丰田混合动力系统）Ⅱ的500V最高电压使电机的输出功率提高到THS（最高电压为274V）的1.5倍，即从33kW提高到50kW，而电机的尺寸保持不变。在电机控制方面，中转速范围增加全新的调制控制技术，保留原来的低速和高速控制方法。通过改进脉冲宽度调制方法，中速范围的输出功率比原来的最大值增加约30％。其单位质量和体积的输出功率反映世界最先进水平。丰田普锐斯发电机也采用交流永磁同步发电机，向高功率电机提供充足的电能。发电机高速旋转，以增大输出功率。采用增加转子强度等措施，将最大功率输出时的转速从6500r/min提高到10000r/min，高转速明显地提高了中转速范围的电力，改善了低转速范围的加速性能。此外，发电机还用作发动机的起动机。起动时，发电机（起动机）驱动分配装置的太阳轮带动发动机旋转。资讯四永磁同步电机的特点及应用知识拓展4丰田普锐斯发电机也采用交流永磁同步发电机，向高功率电机提供充足的电能。发电机高速旋转，以增大输出功率。采用增加转子强度等措施，将最