永磁电机课件.ppt

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1、直流无刷电机基本原理BLDC电机在了解永磁电机之前，为便于理解永磁电机工作的基本原理，我们先简要回顾一下电磁感应方面的一些基本理论及我们比较熟悉的普通三相异步电动机和单相异步电动机与直流电机的基本工作原理。通过对比分析，有助于我们快速的掌握永磁电机的基本工作原理。首先，来了解一下电磁感应方面的一些基础知识。3磁与电磁一、磁的基本知识1、磁性:能吸引铁、镍等金属或合金的性质。2、磁体:具有磁性的物体。3、磁极:磁体上磁性最强的部位，有S极和N极，磁极间同性相斥,异性相吸。4、磁力:磁极间的相互作用力。5、磁场:磁极周围存在的一种特殊物质,

2、具有力和能的特性。6、磁力线:为描述磁场的强弱和方向而引入的假想线。在磁极外部由N指向S，在磁极内部由S指向N。磁力线越密磁场越强，磁力线越疏磁场越弱。4二、电流的磁场1920年，科学家奥斯特发现，在电流周围存在磁场（动电生磁），即电流的磁效应。电流与其产生磁场的方向可用安培定则来判断，既适用于判断电流产生的磁场方向，也适用于在已知磁场方向时判断电流的方向。1、直线电流产生的磁场2、环形电流产生的磁场5三、磁场对电流的作用1、通电导体在磁场中会受到力的作用，电磁力的方向符合左手定则。伸开左手，四指并拢，拇指与四指垂直，并且在同一平面里，

3、让磁感线垂直穿过手心，使四指指向电流方向，这时大拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受磁场力的方向。左手定则672、我们常使用通电导体在磁场中某点受到的电磁力与导体中电流和导体的有效长度的乘积的比值来表示该点磁场的性质，并称为该点的磁感强度B。即：B=FILB：均匀磁场的磁感强度（T）F：通电导体受到的电磁力（N）I：导体中的电流强度（A）L：导体在磁场中的有效长度（m）83、一匝匝数为N的线圈在磁场中，若与线圈交链的磁通Φ发生变化，则线圈上会感应出电动势e,称为电磁感应,e的正方向与Φ符合右手螺旋定则。E=-N△φ/△t上式的含义是指

4、，电磁感应的电动势与线圈匝数和磁通的变化率成正比。负号是指在感应电动势作用下而在线圈里产生的感应电流所产生的Φ′将逆着Φ变化。1）变压器电动势：线圈与磁场相对静止，只有磁通变化。2）运动电动势：线圈与磁场相对运动，引起磁通变化。符合右手定则。e=Blv910前面，我们回顾了电磁感应方面的一些基础知识，下面我们在此基础上开始了解电机方面的理论知识，首先，来了解下右手定则。12三相异步电动机的三相定子绕组以互隔1200的方式嵌放在定子铁芯中。当三个绕组分别接入三相交流电后，便可以产生旋转磁场。实际三相电动机的旋转磁场是如何产生的呢？ωt0i

5、AXBYCZ规定：电流为正值时，电流从绕组首端流入，从末端流出；电流为负值时，电流从绕组末端流入，从首端流出。13AXBYCZωt0iωt=0时电流和磁场情况×A、C两相电流t=0时为正，因此首端流入、末端流出。××B相电流t=0时为负，末端流入、首端流出。电流入电流出NSn0相邻线圈电流流向一致，在气隙中生成合成磁场。14ωt0iωt=120°AXBYCZωt=120°时电流和磁场情况×××NSn0可见当电流随时间变化120°，电动机的磁场在空间的位置也随之旋转了120°。观察电流波形图及电机示意图可看出，合成磁场的转向取决于三相电流

6、的顺序，A→B→C正序时气隙磁场顺时针旋转。15ωt0iωt=240°AXBYCZωt=240°时电流和磁场情况×××NSn0观察电流波形图及电机示意图可看出，合成磁场的转向取决于三相电流的顺序。16ωt0iωt=360°AXBYCZ×××NSn0电流随时间变化一周，电动机的气隙磁场在空间的位置也顺时针旋转了360°。表明磁场的旋转速度与电流变化的频率有关。ωt=360°时电流和磁场情况17归纳：只要三相异步机的对称三相定子绕组中通入对称三相交流电，就会在定子和转子之间的气隙中产生一个随时间变化的旋转磁场。18AXBYCZ×××n0三相

7、异步电动机工作原理概括在电动机对称三相定子绕组中通入对称三相交流电流产生气隙旋转磁场NS转子导体与磁场相切割，生成感应电动势、感应电流载流导体受电磁力的作用形成力偶力偶对电机转轴形成电磁转矩从而使固定不动的转子顺着旋转磁场的方向转动起来。FF若要改变电动机的旋转方向，只需任调通入定子绕组中两相电流的相序即可。19很明显，电动机上存在两个转速，一个是旋转磁场转速n0，一个是转子的转速n。电动机的转速n能等于旋转磁场的转速n0吗？如果二者相等，则转子与旋转磁场之间产生感应电流成为载流导体→不是载流导体就无法在磁场中就没有了相对切割→转子不切

8、割磁场就不能受力→不受力电动机就永远转运不起来。n≠n0，异步！20单相异步电动机的定子磁场单相机定子单相机转子ωt0i在定子绕组中通入单相交流电×××电流正半周，线圈导体中通过的电流始终为正值合成磁场随时