Подробно въведение в
Синхронни двигатели с постоянен магнит
определение: Синхронен двигател с постоянен магните тип двигател, при който роторът използва постоянни магнити за генериране на постоянно магнитно поле, а намотките на статора се захранват с променлив ток за генериране на въртящо се магнитно поле. Скоростта на ротора е строго синхронизирана със скоростта на въртящото се магнитно поле на статора.
Основни структурни компоненти
Физическата структура на синхронния двигател с постоянен магнит се състои главно от статор (неподвижна част) и ротор (въртяща се част), както и спомагателни компоненти:
Статор: Сърцевина на статора (подредени листове от силициева стомана), три-фазни (или много-фазни) намотки, изолационна система и корпус.
Функция: Генерира въртящо се магнитно поле при прилагане на променлив ток; корпусът също така осигурява опора и разсейване на топлината.
Ротор: сърцевина на ротора, постоянни магнити (обикновено NdFeB или SmCo), вал, обвивка (за високо-скоростни двигатели)
Функция: Постоянните магнити генерират постоянно възбуждащо магнитно поле; сърцевината на ротора образува магнитната верига, а валът извежда механичен въртящ момент.
Крайни капаци и лагери: Предни и задни крайни капаци, лагери, охлаждаща структура (въздушно-охлаждане/течно-охлаждане)
Функция: Поддържа въртенето на ротора, осигурява равномерна въздушна междина между статора и ротора и премахва топлината от двигателя.
Сензори (по избор): Ротационен трансформатор, сензор на Хол, енкодер
Функция: Открива позицията на ротора за високо-прецизно регулиране на скоростта при векторно управление (FOC).
Основен принцип:
① Генериране на магнитно поле: Три-фазен синусоидален променлив ток се прилага към намотките на статора, образувайки синхронно въртящо се магнитно поле в пространството (скорост ns=60f/p, f е честотата, p е броят на двойките полюси). Постоянните магнити на ротора създават постоянно възбуждащо магнитно поле.
② Синхронна работа: Въртящото се магнитно поле на статора и магнитното поле на постоянния магнит на ротора се свързват, генерирайки електромагнитен въртящ момент, който "дърпа" ротора до същата скорост като въртящото се магнитно поле. Когато натоварването се промени, ъгълът на мощността между полюсите на ротора и магнитното поле на статора адаптивно се променя, за да балансира въртящия момент, но скоростта остава строго синхронизирана, без приплъзване.
③ Метод на управление: За постигане на ефективна работа обикновено се използва-ориентирано управление (FOC) или директно управление на въртящия момент (DTC). Чрез откриване на позицията на ротора статорният ток се разделя на компонента на възбуждане, който генерира магнитното поле, и компонента на въртящия момент, който генерира въртящия момент, които се управляват отделно, постигайки производителност на регулиране на скоростта, подобна на DC двигател.
