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永磁同步電機的分類
永磁同步電機根據轉子上永磁體的位置不同,可以分為;
表貼式永磁同步電機——S-PMSM
;
內置式永磁同步電機——I-PMSM
;
不過有時候又會看到凸極特性和隱極特性,這里主要是由於電機構造不同導致的Lq與Ld的差別,因此,表貼式和內置式兩種電機在控制上又有所不同,下面來看一下;
電機 | 特性 | 電感分量 |
---|---|---|
SPMSM | 隱極 | Lq = Ld |
IPMSM | 凸極 | Lq > Ld |
由於在結構上的差異,因此等效的數學模型就有所不同,下面會做一下整理。
屬性 | 表貼式 | 內置式 |
---|---|---|
制造成本 | 低 | – |
結構 | 簡單 | – |
轉動慣量 | 小 | – |
表貼式轉子在恆功率運行范圍不寬的三相PMSM
廣泛使用。
-
表貼式轉子結構
永磁磁極易於實現最優設計,能使電機的氣 隙磁密波形趨於正弦波分布,進而提高電機的運行性能。 -
內置式轉子結構:
可以充分利用轉子磁路不對稱所產生的磁阻轉矩,提高電機的功率密度,使得電機的動態性能較表貼式轉子結構有所改善,制造工藝也較簡單,但漏磁系數和制造成本都較表貼式轉子結構大 。
表貼式電機dq軸電感分布
內置式電機dq軸電感分布
永磁體位置差異
至於為何會造成Lq
和Ld
上的差別,這里我理解還是不太透徹,原因是內置式電機的轉子將一部分鐵芯的位置占據了,所以,導致d軸的電感分量相對q軸的電感分量要小,下面看在看一張圖;
Because the number of stator coil turns for theIPMSM (48 turns) was 25% less than that for theSPMSM (64 turns), the IPMSM must have alower inductance than the SPMSM proportionalto the square of the difference in the number ofturns if all other conditions are the same.However the size of the actual air gap issignificant because the PM of the designedSPMSM was thick. Also, the V-type placementof the PMs in the IPMSM increases the core areabetween the air gap and PM and increases the qaxis inductance. Hence, the inductance of theIPMSM, especially the q-axis inductance, wasmore significant than that of the SPMSM despitethe former having fewer coil turns than the latter.