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永磁同步电动机PMSM（Permanent Magnet synchronous motor）的定子绕组与普通同步电动机的定子绕组一样。永磁同步电动机是用径向内置永久磁铁磁极或混合永久磁铁磁极，形成可同步旋转的转子磁极，代替其他形式的励式同步电动机的转子励磁绕组。由于它们定子产生的旋转磁场与与转子产生的磁场共同以同样的频率旋转，因此，这种同步电动机称为永磁同步电动机（图5-36）。 1.永磁同步电动机的构造 永磁同步电动机的构造和工作原理 永磁同步电动机实际上是一种凸极式电动机，一般永磁同步电动机在定子结构上采用与三相交流电动机相似的三相对称绕组，交流电源通过交-直-交电压型逆变器或直-交电压型逆变器，调制为电压可变化的三相正弦波电压，输入永磁同步电动机三相对称绕组后，产生三相对称的三相电流，在正弦波定子电流和正弦波反电动势的作用下，气隙中产生旋转磁场，带动转子跟随旋转磁场同步旋转。转子的转速为n，旋转磁场的转速为ns： n = ns= 60f s / Pn， 当永磁磁阻同步电动机的磁极对数Pn一定时，旋转磁场的转速变化是取决于三相正弦波电压频率fs的变化。 2.永磁同步电动机的工作原理 3.永磁同步电动机的控制系统 1）永磁同步电动机的等效电路 2）永磁同步电动机的控制系统 四 驱动电动机 在纯电动汽车、燃料电池汽车上，电动机是唯一的驱动装置，在混合动力汽车上，电动机是辅助驱动装置。在电动汽车上最常采用的电动机为：直流电动机（DC Motor）、交流电动机(AC IM)、永磁电动机(BDCM)和开关磁阻电动机(SR)等电动机，电动汽车可选用的驱动电动机类型见图。 电动汽车采用的电动机类型 项目 直流电动机 交流感应电动机 永磁电动机 开关磁阻电动机 转速范围 r/min 4000~6000 9000~15000 4000~10000 可以达15000 功率密度 低 中 高 较高 功率因数 % —— 82~85 90~93 60~65 峰值效率 % 85~89 94~95 95~97 85~90 负荷效率 % 88~91 79~85 90-92 78~86 10%负荷时的效率 % 88~91 79~85 90-92 78~86 最高效率 % 85~89 94~95 90~97 90 过载能力 % 200 300~500 300 300~500 恒功率区比例 —— 1 ∶ 5 1 ∶ 2.25 1 ∶ 3 功率因数 % —— 82~85 90`93 60~65 电动机质量 重 中 轻 轻 电动机外形尺寸 大 中 小 小 可靠性 一般 好 较好 好 安全性 中 高 低 高 控制操作性能 最好 好 好 好 结构的坚固性 差 好 一般 优良 电动机成本 高 低 高 较高 电动机成本 高 低 高 较高 控制器成本 高 高 高 一般 单位输出功率相对成本 1.0元?KW-1 0.8~1.2元?KW-1 1~1.5元?KW-1 0.6~1.0元?KW-1 电动机的主要性能参数 1）额定电压Ue（V）— 电动机在额定运行时，电动机定子绕组应输入的线电压值，一般小型直流电动机为36~48V，单相交流电动机为220V，三相交流电动机为380V，特种电动机的电压可达500V； 2）额定电流Ie（A）— 电动机在额定电压下，电动机轴上输出的机械功率为额定功率时，电动机定子绕组通过的线电流值； 3）频率f（Hz）— 三相电流的频率。我国为50Hz的三相电流，国外多采用60Hz的三相电流； 4）额定转速（r ? min-1）— 电动机在指定的频率（我国为50Hz）时，电动机在额定电压下，电动机输出轴上输出的机械功率为额定功率时的电动机的转速（r/min）； 5）额定功率Pe（kW）— 电动机在额定运行时电动机轴上输出的机械功率： Pe = Ue ·Ie · ηe （kW） 6）峰值功率Pmax（kW）— 电动机在额定转速运行时，电动机轴上输出的最大机械功率；电动机的峰值功率约为额定功率的2~3倍。 7）机械效率ηe — 电动机在最高值是运行时电动机轴上输出的机械功率，与电动机在额定运行时，电源输入到电动机定子绕组上的功率之比值（%）要求电动机高效区（效率大于85%）占电机整个运行区间50%以上； 8）温升Co — 电动机在运行时允许升高的最高温度。 直流电动机 直流电动机工作原理---把电能转化为机械能 直流电动机的结构 定子部分（静）：产生磁场、机械支撑 转子部分（动）：产生电磁转矩、感应电动势。 一） 直流电动机和直流发动机 1 额定功率