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永磁同步電機：永磁同步電機轉動原理
閱讀：973 發布時間：2022-12-21
為了使轉子旋轉，需要向轉子，施加扭矩，扭矩=力X力臂。永磁同步電機的轉矩有兩個來源，一個是永磁體與通電導線之間的電流形成的轉矩，另一個是繞組中產生的磁場對鐵磁介質的磁化，使鐵磁介質具有磁性，以及這個磁場與繞組中電流的相互作用。安培發現外部磁場對繞組線中的電流施加一個力，所以這個力被稱為安培力。安培力可以由左手定則決定。讓磁場垂直于左手手掌，除拇指外的其他四個手指與導線的電流同向匯聚，這樣拇指的方向就是安培力的方向。
我們再來談談永磁同步電機的磁阻力矩。下面是帶電線圈，中間是空氣。當引入電流時，線圈鐵芯和空氣之間會產生箭頭所指的磁場。如果有一塊鐵從空中進出，我們會發現磁力線的趨勢會發生偏轉，磁力線的很大一部分已經被接收在鐵里面了。我們可以把永磁同步電機磁力線想象成一條彈性線。如果在兩側都施加一個力，鐵塊就會向拉力方向轉動，這個拉力形成的力矩稱為永磁同步電機磁阻力矩。最后，鐵的位置平行于電流磁場的方向，N極和S極相互吸引達到平衡狀態。這個力叫做磁阻力矩，主要是插入鐵的空氣中。永磁同步電機磁力線在空氣中各個位置的阻力不同，鐵對它的阻力較小。對于永磁同步電機，其轉矩由永磁轉矩和磁阻轉矩組成。
可以看出，無論永磁體轉矩還是磁阻轉矩，如果線圈的磁場保持不變，一旦永磁體的磁場平行于線圈的磁場或者鐵磁織構的磁場平行于線圈的磁場，轉子就不能繼續旋轉，就會產生旋轉磁場，以保持轉子旋轉。正弦電流引入三個空間對稱的繞組，三個繞組在空間的相位差為120度。如果引入電流的相位差也是120度，則在空間中可以產生旋轉磁場。
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