永磁同步變頻器工作原理

　　永磁同步變頻器工作原理

　　當三相電流通入永磁同步變頻器定子的三相對稱繞組中時，電流產生的磁動勢合成一個幅值大小不變的旋轉磁動勢。由于其幅值大小不變，這個旋轉磁動勢的軌跡便形成一個圓，稱為圓形旋轉磁動勢。其大小正好為單相磁動勢******幅值的1.5倍。

　　即F為圓形旋轉磁動勢，(T・m);Fφl為單相磁動勢的******幅值，(T・m);k為基波繞組系數;p為電機極對數;N為每一線圈的串聯匝數;I為線圈中流過電流的有效值，A由于永磁同步電機的轉速恒為同步轉速，因此轉子主磁場和定子圓形旋轉磁動勢產生的旋轉磁場保持相對靜止。兩個磁場相互作用，在定子與轉子之間的氣隙中形成一個合成磁場，它與轉子主磁場發生相互作用，產生了一個推動或者阻礙電機旋轉的電磁轉矩Te。

　　即Te為電磁轉矩，(N・m);0為功率角，rad;BR為轉子主磁場，T;Bnet為氣隙合成磁場，T。由于氣隙合成磁場與轉子主磁場位置關系的不同，永磁同步變頻器既可以運行于電動機狀態也可以運行于發電機狀態永磁同步變頻器的三種運行狀態。

　　當氣隙合成磁場滯后于轉子主磁場時，產生的電磁轉矩與轉子旋轉方向相反，這時電機處于發電狀態;相反，當氣隙合成磁場超前于轉子主磁場時，產生的電磁轉矩與轉子旋轉方向相同，這時電機處于電動狀態。轉子主磁場與氣隙合成磁場之間的夾角稱為功率角。

　　永磁同步變頻器由兩個關鍵部件組成，即一個多極化永磁轉子和帶有適當設計繞組的定子。在操作過程中，旋轉的多極化永磁轉子在轉子與定子的氣隙形成一個隨時間變化的磁通。這個通量在定子繞組端子上產生交流電壓，從而形成用于發電的基礎。在此處所討論的永磁同步電機使用一個安裝在鐵磁芯上的環形永磁鐵。內部永磁同步變頻器不在這里考慮。

　　因磁鐵嵌入到一個電鍍的鐵磁芯內是非常困難的，通過使用適當厚度的磁鐵(500μm)以及在轉子和定子鐵芯的高性能磁材料，氣隙可以做得非常大(300~500μm)而沒有明顯的性能損失，這使得定子繞組在氣隙中占據一定的空間，從而大大簡化了永磁同步變頻器的制造。