1. 异步启动永磁同步电动机起动
永磁同步电机的启动方式一般分为自启动稀土永磁同步电机和变频启动永磁同步电机,自启动永磁同步电机采用高性能稀土永磁材料进行加工制造,在IPM转子结构中带有异步启动鼠笼,可V/F控制,可工频直接启动,也可加变频器调速,变频启动永磁同步电机不能自启动,但是可以V/F控制,用变频器驱使启动,启动电流小,节能效果好。
2. 异步启动永磁同步电机特点
永磁同步电机主要由定子、转子和壳体部件构成。与普通交流电机一样,定子铁芯为叠片结构,以减小电动机运行时因涡流和磁滞效应铁耗;绕组通常也为三相对称结构,只是参数选取有较大区别。转子部分则形式多样,有带启动鼠笼的永磁转子,也有内嵌式或表贴式纯永磁转子。转子铁芯可以制成实心结构,也可以叠片而成。转子上装有永磁体材料,大家习惯上称之为磁钢。
永磁电机正常工作下,转子与定子磁场处于同步状态,转子部分没有感应电流,无转子铜耗和磁滞、涡流损耗,不需要考虑转子损耗发热问题。一般永磁电机为专用变频器供电,天然具有软启动功能。另外,永磁电机属于同步电机,具有同步电机通过励磁强弱调节功率因数的特点,因而功率因数可以设计到规定数值。
从起动角度分析,缘于永磁电机由变频电源或配套变频器起动的实际,永磁电机的起动过程实现很容易;与变频电机的起动相似,规避了普通笼型异步电机的起动缺陷。
总之,永磁电机的效率和功率因数可以达到很高,结构非常简单,近十几年来市场十分火爆。
但是,失磁故障是永磁电机不可回避的问题,当电流过大或温度过高时,会导致电机绕组温度瞬间不断攀升、电流急剧增大,永磁体迅速失磁。在永磁电机控制中,设定了过电流保护装置,避免了电机定子绕组被烧毁的问题,但由此而导致的失磁和设备停运不可避免。
相对于其他电机,永磁电机在市场上的应用还不是很普及,无论对于电机制造者还是使用者,都有一些未知的技术盲区,特别是涉及到与变频器的匹配问题,往往会导致设计值与试验数据严重不符,必须反复验证。
3. 电动汽车永磁同步电机启动方法
永磁电动机是一种同步电动机,其转子使用永磁体,定子产生电磁转矩来推动转子的磁场围绕轴心线进行旋转,定子和转子的磁场是同步的。国内电动汽车普遍采用的是永磁同步电机。
永磁同步电机,是因为和交流异步电机相比,它有以下优势:
1、效率高,更加省电。和三相异步电机相比,永磁同步电机不仅仅额定功率点的效率更高,而且其在整个调速范围内的平均效率也更高。永磁同步电机的励磁磁场由永磁体提供,转子不需要励磁电流,电机效率提高,与异步电机相比,任意转速点均节约电能,尤其在转速较低的时候这种优势尤其明显。简单地说,永磁同步电机更加省电,有助于提高电动汽车续驶里程。
2.启动转矩更大,噪音更小,温度升高更低。永磁同步电机一般也采用异步起动方式,由于永磁同步电机正常工作时转子绕组不起作用,在设计永磁电机时,可使转子绕组完全满足高起动转矩的要求,例如使起倍1.8倍上升到2.5倍,甚至更大。
3.体积小,重量轻,有利于车辆轻量化,减少电动汽车能耗。由于使用了高性能的永磁材料提供磁场,使得永磁电机的气隙磁场较感应电机大先增强,永磁电机的体积和重最较感应电机可以大大的缩小。例如11kW的异步电机重最为220kg,而永磁电机仅为92kg,相当于异步电机重量的45.8%。
4.电机结构简单灵活,可靠性强。
制造永磁同步电机所需要的钕铁硼永磁材料是稀土资源,对于稀土资源缺少或稀土工业不发达的国家而言,根本无从做起。我国拥有全球70%的稀土资源,钕铁硼磁性材料的总产量达到全球的80%,欧美车企的电动车若想用永磁同步电机需要考虑进口稀土的问题。所以,特斯拉等国外品牌不得不采用更为落后的交流异步电机,因为他们根本没那能力生产永磁同步电机,这也可以侧面反映出,我国电动汽车技术已在某些领域走在了世界前列,实现“弯道超车”并不是不可能。
4. 永磁同步电机自启动
首先永磁同步电机要建立主磁场,励磁绕组通以直流励磁电流,建立极性相间的励磁磁场;然后采用三相对称的电枢绕组充当功率绕组,成为感应电势或者感应电流的载体;在原动机拖动转子旋转的情况下,极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组,因此电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线,即可提供交流电源。由于电枢绕组的对称性,保证了感应电势的三相对称性。
对于转子直流励磁的同步电动机,若采用永磁体取代其转子直流绕组则相应的同步电动机就成为永磁同步电动机。
永磁同步电动机的组成部分:定子、永久磁钢转子、位置传感器、电子换向开关等。
永磁同步电动机具有结构简单,体积小、重量轻、损耗小、效率高、功率因数高等优点,主要用于要求响应快速、调速范围宽、定位准确的高性能伺服传动系统和直流电机的更新替代电机。
原理
通常所说的永磁同步电动机是正弦波永磁同步电动机,同一般同步电动机一样,正弦波PMSM的定子绕组通常采用三相对称的正弦分布绕组,或转子采用特殊形状的永磁体以确保气隙磁密沿空间呈正弦分布。这样,当电动机恒速运行时,定子三相绕组所感应的电势则为正弦波,正弦波永磁同步电动机由此而得名。
正弦波PMSM是一种典型的机电一体化电机。它不仅包括电机本身,而且还涉及位置传感器、电力电子变流器以及驱动电路等。
内置式永磁同步电机无位置传感器(interior permanent magnet synchronous motor,IPMSM)矢量控制系统,通过将滑模观测器和高频电压信号注入法相结合,在无位置传感器IPMSM闭环矢量控制方式下平稳启动运行,并能在低速和高速运行场合获得较准确的转子位置观察信息。
5. 异步启动的永磁同步电机
半磁片式异步起动永磁同步电动机的定子部件与交流异步电动机的定子部件相同;其转子部件也有转子铁芯和鼠笼,可以采用与交流异步电动机转子相同的加工工艺。该永磁同步电动机的转子一对磁极中,只使用一个永磁体作为一个磁极,并利用转子铁芯的凸极作为另外一个磁极。
(由于小型电动机永磁体厚度主要以机械强度为计算依据)与其它结构的转子相比,该永磁同步电动机的转子最高可以节省一半的永磁体用量,因而大幅度降低其生产成本。在该永磁同步电动机起动时,其转子凸极边缘的外圈鼠笼导条产生异步起动转矩,把转子牵入同步转速。
该永磁同步电动机不仅可以应用于定速驱动系统,还可以应用于变频调速驱动系统。该永磁同步电动机在变频调速起动及运行的过程中发生过载时,自动适应负载转矩,提高永磁同步电动机稳定运行和过载能力。
6. 永磁同步电机 启动
一般来说电动车永磁同步电机足不能配普通控制器。因为永磁直流电机是靠改变电机的电压控制转速的,交流电机是靠改变磁极对数来控制转速的。
永磁同步电机应该是直流同步电机 通上相应的直流电就可以启动了 既然是同步电机 电机里面是带有减速装置的
必须使用专用于永磁同步的变频器.不能用普通的交流变频器,会爆的.
7. 永磁同步电动机的启动方法
永磁电机的起动有自己的特点。一般永磁电机不可以采用降压起动方式,因为普通永磁电机(380V,50HZ),在电压降低到330V时,起动困难,转子抖动厉害。小功率的永磁电机一般采用直接起动的方式。大功率的永磁电机,在变压器容量足够大的情况下,而且对设备机械冲击要求不严的情况下也可以直接起动。否则,建议采用变频器驱动的软起动方式
、三相交流永磁同步电动机的驱动,可以采用“定子绕组封星”方式,来提供电梯非驱动状态下,制动器失效时的电动机本身所产生的制动电磁转矩,以抑制意外状态下的“快速溜车”,但该连接方式所起到的作用不能与电梯的上行超速保护装置、电梯意外移动的保护装置混淆。
8. 异步启动永磁同步电动机起动转矩为多大
永磁同步电动机结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高,和直流电机相比,它没有直流电机的换向器和电刷等缺点。
和异步电动机相比,它由于不需要无功励磁电流,因而效率高,功率因数高,力矩惯量比大,定子电流和定子电阻损耗减小,且转子参数可测、控制性能好;但它与异步电机相比,也有成本高、起动困难等缺点。
和普通同步电动机相比,它省去了励磁装置,简化了结构,提高了效率。永磁同步电机矢量控制系统能够实现高精度、高动态性能、大范围的调速或定位控制。
9. 异步启动三相永磁同步电机
永磁同步电动机与普通异步电动机的不同是转子结构,转子上安装有永磁体磁极,永磁体磁极安装在转子铁芯圆周表面上,称为凸装式永磁转子。
根据磁阻最小原理,也就是磁通总是沿磁阻最小的路径闭合,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。
10. 永磁同步电机启动问题
永磁同步电机运行速度与电流频率有一定关系的。
频率越大电机转速越高了。转速越高,负载越重,电流就会越大了。调速永磁同步电机带负载启动时,电流确实从零开始随转速的增大而逐渐增大。书上说的启动电流很大,一定是一些直接启动或降压不够的启动形式。对于那些变频器、直流调速控制等启动的电机,启动电流都不会很大。