永磁同步变频器工作原理

　　永磁同步变频器工作原理

　　当三相电流通入永磁同步变频器定子的三相对称绕组中时，电流产生的磁动势合成一个幅值大小不变的旋转磁动势。由于其幅值大小不变，这个旋转磁动势的轨迹便形成一个圆，称为圆形旋转磁动势。其大小正好为单相磁动势最大幅值的1.5倍。

　　即F为圆形旋转磁动势，(T・m);Fφl为单相磁动势的最大幅值，(T・m);k为基波绕组系数;p为电机极对数;N为每一线圈的串联匝数;I为线圈中流过电流的有效值，A由于永磁同步电机的转速恒为同步转速，因此转子主磁场和定子圆形旋转磁动势产生的旋转磁场保持相对静止。两个磁场相互作用，在定子与转子之间的气隙中形成一个合成磁场，它与转子主磁场发生相互作用，产生了一个推动或者阻碍电机旋转的电磁转矩Te。

　　即Te为电磁转矩，(N・m);0为功率角，rad;BR为转子主磁场，T;Bnet为气隙合成磁场，T。由于气隙合成磁场与转子主磁场位置关系的不同，永磁同步变频器既可以运行于电动机状态也可以运行于发电机状态永磁同步变频器的三种运行状态。

　　当气隙合成磁场滞后于转子主磁场时，产生的电磁转矩与转子旋转方向相反，这时电机处于发电状态;相反，当气隙合成磁场超前于转子主磁场时，产生的电磁转矩与转子旋转方向相同，这时电机处于电动状态。转子主磁场与气隙合成磁场之间的夹角称为功率角。

　　永磁同步变频器由两个关键部件组成，即一个多极化永磁转子和带有适当设计绕组的定子。在操作过程中，旋转的多极化永磁转子在转子与定子的气隙形成一个随时间变化的磁通。这个通量在定子绕组端子上产生交流电压，从而形成用于发电的基础。在此处所讨论的永磁同步电机使用一个安装在铁磁芯上的环形永磁铁。内部永磁同步变频器不在这里考虑。

　　因磁铁嵌入到一个电镀的铁磁芯内是非常困难的，通过使用适当厚度的磁铁(500μm)以及在转子和定子铁芯的高性能磁材料，气隙可以做得非常大(300~500μm)而没有明显的性能损失，这使得定子绕组在气隙中占据一定的空间，从而大大简化了永磁同步变频器的制造。