同步电机变频调速
TYP系列永磁同步变频调速电动机概述
附加位置传感器可对电动机的转向位置进行严格
的定位控制。如果再附加制动器，就可对电动机进
行安全制动由于变频器转速输出显示为电动机的
极数和电源输出频率的计算值，与异步电动机的实
际转速有很大区别，使用一般异步变频电动机时，
由于异步电动机的转差率是由电动机的制造工艺
决定，离散性很大，并且负载的变化直接影响电动
机的转速，要准确控制电动机的转速只能采用光电
编码器进行闭环控制，当单机控制时转速精度由编
码器的脉冲数决定，当多机控制时，多台电动机的
转速就无法严格同步。这是异步电动机先天所决定
的。TYP 系列永磁同步电动机的尺寸与 YVP 系列产
品相同规格电动机具有相同的安装尺寸和外形尺
TYP绕线式异步电动机 /
TYP 系列永磁同步变频电动机与普通异步变频
电动机不同即一旦频率固定，转速即随频率而恒定
不变，电动机转速与电源的输出频率保持严格的同
步关系，在额定输出范围内，负载的变化不会影响
转速的恒定性能，变频器可精确指示电动机的转
寸，符合 IEC 国际标准，用户可以很方便的对原有
的设备进行更新改造。
同步电机的变频调速系统
图2-3由交-交变压变频器供电的大型低速同步电动机调速系统
2.4
为了获得高动态性能，同步电动机变压变频调速系统也可以采用矢量控制，其基本原理和异步电动机矢量控制相似，也是通过坐标变换，把同步电动机等效成直流电动机，再模仿直流电动机的控制方法进行控制。但由于同步电动机的转子结构与异步电动机不同，其矢量坐标变换也有自己的特色。
（1）在电动机轴端装有一台转子位置检测器BQ（见图8-7），由它发出的信号控制变压变频装置的逆变器U I换流，从而改变同步电动机的供电频率，保证转子转速与供电频率同步。调速时则由外部信号或脉宽调制（PWM）控制UI的输入直流电压。
（2）从电动机本身看，它是一台同步电动机，但是如果把它和逆变器UI、转子位置检测器BQ合起来看，就象是一台直流电动机。直流电动机电枢里面的电流本来就是交变的，只是经过换向器和电刷才在外部电路表现为直流，这时，换向器相当于机械式的逆变器，电刷相当于磁极位置检测器。这里，则采用电力电子逆变器和转子位置检测器替代机械式换向器和电刷。
（3）同步电动机和异步电动机的定子都有同样的交流绕组，一般都是三相的，而转子绕组则不同，同步电动机转子除直流励磁绕组（或永久磁钢）外，还可能有自身短路的阻尼绕组。
（4）异步电动机的气隙是均匀的，而同步电动机则有隐极与凸极之分，隐极式电机气隙均匀，凸极式则不均匀，两轴的电感系数不等，造成数学模型上的复杂性。但凸极效应能产生平均转矩，单靠凸极效应运行的同步电动机称作磁阻式同步电动机。
在同步电动机中，除转子直流励磁外，定子磁动势还产生电枢反应，直流励磁与电枢反应合成起来产生气隙磁通，合成磁通在定子中感应的电动势与外加电压基本平衡。
第三章 同步电动机的变频调速控制
30年代
铝镍钴、铁氧体
差
易去磁
1
2 3
90年代 60年代 后期
铁氧体 稀土永磁： SmC05
3.6~4.0 24 33 38~40
价格低 （稀土的1/10） 热稳定性好 不怕去磁 钴含量高、价格高
70年代 初期
第三代
稀土永磁： SmC017 稀土永磁： 钕铁硼 Nd-Fe-B
我国储量世界第一， 温度可达200℃？
图示位置是转子磁极轴线 从某相绕组轴线转过30°的位 置，在此瞬间触发该相晶闸管， 从产生转矩的角度看是最有利 的。在此位置下，在绕组通电 的1/3周期里，载流导体正好 处于比较强的磁场中，所产生 的转矩平均值最大，脉动最小。 从时间相位上看，晶闸管触发 瞬间正好是该感应电势交变过 零之后的30°相位处，习惯上 将此点选作晶闸管触发相位的 基准点，称为空载换流超前 角 。
结 论
0 0 、 三相式，对转矩最为有利。
矛盾：
晶闸管靠反电势自然换流，要求 0 超前，目前常取 0 60 ，或按负载的 动态调节。转矩脉动大：凸极式无换向电 机中，还存在磁阻转矩，当 超前时为 0 负值，将使输出转矩减小。
二、逆变器晶闸管的换流问题
问题的提出： 直流无换向器电机的晶闸管直接接在直流电 源上,导通后无法自行关断，换流困难。必须采取 特殊的换流措施。 解决： 在过激状态下向逆变器提供超前的无功电流， 可利用电机的反电势来实现自然换流。
优点: (1) 只要精确地控制变频电源的频率就能准确控 制转速，无需速度反馈控制。 (2) 转矩干扰只影响同步电动机的功角，不影响 电机的转速可以在极低的转速下运行，调速范围 较宽。 (3)可以调节转子励磁来调节电机的功率因数,甚 至可在 下运行。 (4) 运行在超前功率因数下，有可能利用电动机 的反电势实现负载换流，克服强迫换流的弊病 （晶闸管)。 缺点：同步电机本身结构稍微复杂
变频调速在双电机同步传动中的应用探讨
随着现代科技的发展 ， 在许多工业场合提出了对大功率拖动 系统 的 要求。而单 电机的功率受 制造等原因限制不能做得过大 ， 因此在 电器控 制中 ， 经常遇到两个 电机同时驱动 一台设备 的情况 ， 从驱 动电机之间 的 链 接关系来 看一般 可以分为三类 ： 第一类是各 电机之 间相互独立 ， 电机 之 间不存在物力链接 ， 二类是各 电机间存在柔 性的物力链 接 ， 第 橡皮带 等、 电机的工作状态有 相互影 响： 各 第三类 是两 台电机之间硬轴链接 ， 转 速严格一致 ， 目前已有一些专家 学者对 双电机和多电机的 同步传动方法 进行 了一定的研究和总结 ， 出了基 于同一 给定 电压的的串 、 提 并联方法 、 基 于补偿原 理的控 制方法 （ 电流负反馈法 和差速法反馈法 等 ） 差 和基 于现代控制理论的控制方法 等 ， 两台电机由于制造 的原因参数不可能 完全相等 ， 后两种方法较好地解决 了前一种方法 中因存在的启动速度滞 式 女 后 和偏差 问题 ， 且抗 干扰性 较强 ， 以上一些方法 主要针对前 两种 同步传 动方案 ， 且主要针对速度 同步问题 ， 但是在双 电机 同步传 动中 ， Ｎ ， Ｄ 三 每台载荷 三 Ｊ 分配是否合理 ， 电机输 出功率 是否均衡 是必须要考虑Ｉ 的问题 ， 如果 两台 Ｉ 电机间的功率分配没有很好地得到解决 。 Ｒ 可能出现在拖动过程中一台过
：
一
Ｌ
ｐ
一
正
， Ｒ＇ Ｌ ｐ ｃ。 ＋ ｌ ｌＬ
０ Ｏ
Ｌｐ ｍ
０ 由 ｉ 产生 ，与 ｉ 无关 ， 成 为定子 电流励磁分量 ， ｉ 与 ｉ 之间的传递函数是一阶惯性环 节 ， 磁分量 突变时 的变化 当励 要搜到励磁惯性 的阻扰 ， 和直 流电机励磁绕组 的惯性作用是一致的。 这 ｉ 是定子 电流的转矩 分量 ， ｉ 不变 ， 她不变时 ， 当 即 如果 ｉ发生 变 化， 转矩 立即随之成正 比地 变化 ， 没有滞后 ， 因此 ，－ ｄ ｑ坐标 系安转 子 磁场顶向后 ， 在定子 电流 的两个 分量之间实现 了解耦 ， 由ｉ 决定 ｉ 只 影响转矩 ， 与直流电机 中的励磁 电流 和电枢电流相对应 ， 这样大大简化 了多变量强耦合 的脚力变频调速系统 的控制问题 ， ２ 图 是矢量控 制核心
同步电机变频调速 我
u A Rs u 0 B uC 0
Pm 2E p I p
电磁转矩
0 Rs 0
0 iA L i 0 0 B Rs iC 0
0 L 0
0 i A eA d 0 iB eB dt L iC eC
（2）重载时有振荡，甚至存在失步危险；
问题的根源： 供电电源频率固定不变。由于改变交流电的频率较 为困难，以前一般工业设备很少采用同步电动机拖 动。 解决办法： 现代电力电子技术的发展，解决了交流电源的变压变 频问题，采用电压-频率协调控制，可解决由固定频 率电源供电而产生的问题。
对于起动问题： 通过变频电源频率的平滑调节，使电机转速逐渐上 升，实现软起动。 对于振荡和失步问题：
所以起动费事、重载时振荡或失步等问题也已不再是同步 电动机广泛应用的障碍。
四.同步电动机调速系统的特点
同步：同步电动机的转子转速就是旋转磁场的同步转速， 转差为0； 优点： （1）转速与电压频率严格同步； （2）可以通过控制励磁来调节其功率因数，可使功率因 数提高到1.0，甚至超前；
存在的问题：
（1）起动困难；
自控变频同步电动机调速系统
需要两套可控功率单元，系统结构复杂
自控变频同步电动机调速原理图 UI——逆变器 BQ——转子位置检测器
自控变频同步电动机调速系统
在基频以下调速时，需要电压频率协调 控制。
需要一套直流调压装置，为逆变器提供 可调的直流电源。
调速时改变直流电压，转速将随之变化 ，逆变器的输出频率自动跟踪转速。 在表面上只控制了电压，实际上也自动 地控制了频率，这就是自控变频同步电 动机变压变频调速。 采用PWM逆变器，既完成变频，又实现 调压。
变频器的六大调速方法
电动机知识变频器的六大调速方法1.变极对数调速方法这种调速方法是用改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的，特点如下：具有较硬的机械特性，稳定性良好；无转差损耗，效率高；接线简单、控制方便、价格低；有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。
本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。
二、[1]方法变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。
变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类，目前国内大都使用交-直-交变频器。
其特点：效率高，调速过程中没有附加损耗；应用范围广，可用于笼型异步电动机；调速范围大，特性硬，精度高；技术复杂，造价高，维护检修困难。
本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。
变频调速分为基频以下调速和基频以上调速，基频以下调速属于恒转矩调速方式，基频以上调速属于恒功率调速方式。
2.串级调速方法串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。
大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。
根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采用晶闸管串级调速，其特点为：可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上，效率较高；装置容量与调速范围成正比，投资省，适用于调速范围在额定转速70%-90%的生产机械上；调速装置故障时可以切换至全速运行，避免停产；晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大。
本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。
变频器调速原理及调速方法3.绕线式电动机转子串电阻调速方法绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下运行。
变频器调速的基本工作原理
变频器调速的基本工作原理根据电机转速的公式 n=n1（1-s）（1） N1=60f／p（2）式中：n-电机转速；n1-电机的同步转速；s-滑差；f-旋转磁场频率；P-电机极对数可知改变电机转速的方法有改变滑差s、改变旋转磁场频率f、改变电机极对数p三种。
变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源。
是由由主电路和控制带电路组成的。
主电路是给异步电动机提供可控电源的电力转换部分，变频器的主电路分为两类，其中电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波部分是电容。
电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波部分是电感。
它由三部分构成，将工频电源变换为直流功率的整流部分，吸收在转变中产生的电压脉动的平波回路部分，将直流功率变换为交流功率的逆变部分。
控制电路是给主电路提供控制信号的回路，它有决定频率和电压的运算电路，检测主电路数值的电压、电流检测电路，检测电动机速度的的速度检测电路，将运算电路的控制信号放大的驱动电路，以及对逆变器和电动机进行保护的保护电路组成。
现在大多数的变频器基本都采用交直交方式（VVVF变频或矢量控制），将工频交流电源通过整流器转换为直流电源，再把直流电源转换成近似于正弦波可控的交流电以供给电动机。
以图1为例简单说明一下变频器的工作原理。
三相交流电经过VD1～VD6整流后，正极经过RL，RL在这里是防止电流忽然变大。
经过RL电流趋于稳定，晶闸管触点会导通。
之后直流电压加在了滤波电容CF1、CF2上，这两个电容的作用是让直流电波形变得更加平滑。
之所以是两个电容是由于一个电容的耐压有限，所以用两个电容串联起来使用。
均压电阻R1、R2是让CF1和CF2上的电压一样，两个电容的容量不同的话，分压就会不同，所以各并联了一个均压电阻。
而中间的放电回路作用则是释放掉感性负载启动或停止时的反电势，用来保护逆变管V1～V6和整流管VD1～VD6。
同步电机与异步电机利用变频调速的区别
同步电机与异步电机利用变频调速的区别
一、同步电机的变频调速
同步变频调速电机的转子是有与定子绕组的极数相同的直流磁极，当电机起动完毕后，电机转入正常运行，定子旋转磁场带动转子进行同步运行，此时电机的转速根据电机的极数和电机输入电源频率形成严格的对应关系，转速不受负载和其他因数影响。
由于电机的转速和电源频率的严格对应关系，使得电机的转速精度主要就取决于变频器输出电源频率的精度，控制系统简单，对一台变频器控制多台电机实现多台电机的转速一致，也不需要昂贵的光学编码器进行闭环控制。
同步变频调速电机附加了一个独立式强迫冷却风机，以适应电机在低速运行时的高效散热和降低电机在高速运行时的风摩耗。
二、异步电机的变频调速
异步变频调速电机是由普通异步电机派生而来，由于要适应变频器输出电源的特性，电机在转子槽型，绝缘工艺，电磁设计校核等作了很大的改动，特别是电机的通风散热，它在一般情况下附加了一个独立式强迫冷却风机，以适应电机在低速运行时的高效散热和降低电机在高速运行时的风摩耗。
变频器的输出一般显示电源的输出频率，转速输出显示为电机的极数和电源输出频率的计算值，与异步电机的实际转速有很大区别。
由于异步电机的转差率是由电机的制造工艺决定，故其离散性很大，并且负载的变化直接影响电机的转速，要精确控制电机的转速只能采用光电编码器进行闭环控制，当单机控制时转速的精度由编码器的脉冲数决定，当多机控制时，多台电机的转速就无法严格同步，这是异步电机先天所决定的。
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uB
0
Rs
0
iB
0
Ls Lm
0 iA eA
0
p
iB
eB
uC 0 0 Rs iC 0
0
Ls Lm iC eC
设梯形波永磁同步电动机的电动势与电流波形图中方波电流的峰值为 Ip ，梯形波电动 势的峰值为 Ep，在一般情况下，同时只有两相导通，从逆变器直流侧看进去，为两相绕组
1、转速开环恒压频比控制的同步电动机群调速系统，是一种最简单的他控变频调速系 统，多用于化纺工业小容量多电动机拖动系统中。
系统组成：
多台同步电动机的恒压频比控制调速系统
系统控制： 多台永磁或磁阻同步电动机并联接在公共的电压源型 PWM 变压变频器上，由统一
的频率给定信号 f * 同时调节各台电动机的转速。 带定子压降补偿的恒压频比控制保证了同步电动机气隙磁通恒定，缓慢地调节频率
数不等，造成数学模型上的复杂性。但凸极效应能产生平均转矩，单靠凸极效应运行的同步 电动机称作磁阻式同步电动机。
（4）同步电动机可通过调节转子的直流励磁电流，改变输入功率因数，可以滞后，也可 以超前。
（5）异步电动机要靠加大转差才能提高转矩，而同步电机只须加大功角就能增大转矩， 同步电动机比异步电动机具有更快的动态响应，在同样的条件下，调速范围比异步电动机更 宽。
对于一台 20 极的同步电动机，同步转速为 120~150r/min，直接用来拖动轧钢机等设备 是很合适的，可以省去庞大的齿轮传动装置。
系统组成：
由交-交变压变频器供电的大型低速同步电动机调速系统 2）自控变频同步电动机调速系统 基本结构与原理： （1）在电动机轴端装有一台转子位置检测器 BQ，由它发出的信号控制变压变频装置的 逆变器 UI 换流，从而改变同步电动机的供电频率，保证转子转速与供电频率同步。
同步机调速系统的类型： （1）他控变频调速系统 用独立的变压变频装置给同步电动机供电的系统。 （2）自控变频调速系统 用电动机本身轴上所带转子位置检测器或电动机反电动势波形提供的转子位置信号来 控制变压变频装置换相时刻的系统。 1）他控变频同步电动机调速系统 与异步电动机变压变频调速一样，用独立的变压变频装置给同步电动机供电的系统称作 他控变频调速系统。 （1）转速开环恒压频比控制的同步电动机群调速系统 （2）由交-直-交电流型负载换流变压变频器供电的同步电动机调速系统 （3）由交-交变压变频器供电的大型低速同步电动机调速系统
（3）同步电动机的气隙有隐极与凸极之分。凸极式转子上有明显凸出的成对磁极和励磁 线圈。如对水轮发电机来说，由于水轮机的转速较低，要发出工频电能，发电机的极数就比 较多，做成凸极式结构工艺上较为简单。另外，中小型同步电机多半也做成凸极式。
隐极式同步电机转子上没有凸出的磁极，气隙均匀。凸极式则不均匀，两轴的电感系
给定 f * 可以逐渐地同时改变各台电机的转速。 2、对于经常在高速运行的机械设备，定子常用交-直-交电流型变压变频器供电，
其电机侧变换器（即逆变器）比给异步电动机供电时更简单，可以省去强迫换流电路， 而利用同步电动机定子中的感应电动势实现换相。
这样的逆变器称作负载换流逆变器（Load-commutated Inverter，简称 LCI） 系统组成：
A、B 两相导通而 C 相关断，则可得无刷直流电动机的动态电压方程为
uA uB 2RsiA 2(Ls Lm ) piA 2eA
在上式中， ( uA – uB ) 是 A、B 两相之间输入的平均线电压，采用 PWM 控制时,设占 空比为ρ，则 uA – uB = ρUd ，于是，上式可改写成
由交-直-交电流型负载换流变压变频器供电的同步电动机调速系统 系统控制： 系统控制器的程序包括转速调节、负载换流控制和励磁电流控制，FBS 是测速反馈 环节。 由于变压变频装置是电流型的，还单独画出了电流控制器。 换流问题： LCI 同步调速系统在起动和低速时存在换流问题： 低速时同步电动机感应电动势不够大，不足以保证可靠换流； 当电机静止时，感应电动势为零，根本就无法换流。 解决方案： 这时，须采用“直流侧电流断续”的特殊方法，使中间直流环节电抗器的旁路晶闸 管导通，让电抗器放电，同时切断直流电流，允许逆变器换相，换相后再关断旁路晶闸
因此，在没有变频电源的情况下，很难对同步电动机的转速进行控制。 同步电动机历来是以转速与电源频率保持严格同步著称的。只要电源频率保持恒定，同 步电动机的转速就绝对不变。 采用电力电子装置实现电压-频率协调控制，改变了同步电动机历来只能恒速运行不能 调速的面貌。起动费事、重载时振荡或失步等问题也已不再是同步电动机广泛应用的障碍。 同步电机的特点与问题： 优点： （1）转速与电压频率严格同步； （2）功率因数高到 1.0，甚至超前。 存在的问题： （1）起动困难； （2）重载时有振荡，甚至存在失步危险。 问题的根源： 供电电源频率固定不变 解决办法： 采用电压-频率协调控制 例如： 对于起动问题： 通过变频电源频率的平滑调节，使电机转速逐渐上升，实现软起动。 对于振荡和失步问题 ： 可采用频率闭环控制，同步转速可以跟着频率改变，于是就不会振荡和失步了。 同步电机和其它类型的旋转电机一样，由固定的定子和可旋转的转子两大部分组成。 下图给出了最常用的同步发电机的结构模型，其定子铁心的内圆均匀分布着定子槽，槽
自控变频同步电动机的分类： 自控变频同步电动机在其开发与发展的过程中，曾采用多种名称，有的至今仍习惯性地 使用着，它们是： 无换向器电动机 （多用于带直流励磁绕组的同步电机） 三相永磁同步电动机（输入正弦波电流时） 无刷直流电动机（采用方波电流时） 永磁同步电机和无刷直流电机机具有定子三相分布绕组和永磁转子，定子电流与转子永 磁磁通互相独立，转矩恒定性好，脉动小，可以获得很宽的调速范围，适用于要求高性能的 数控机床、机器人等场合。 目前已广泛应用于各种领域，如医疗仪器、过程控制、机床工业、纺织工业和轻工机械 等。 梯形波永磁同步电动机的自控变频调速系统： 无刷直流电动机实质上是一种特定类型的同步电动机，调速时只在表面上控制了输入电 压，实际上也自动地控制了频率，仍属于同步电动机的变压变频调速。 电动势与电流波形 永磁无刷直流电动机的转子磁极采用瓦形磁钢，经专门的磁路设计，可获得梯形波的气 隙磁场，定子采用集中整距绕组，因而感应的电动势也是梯形波的。 由逆变器提供与电动势严格同相的方波电流，同一相（例如 A 相）的电动势 eA 和电流 波 iA 形图如下图所示。
iA + iB + iC = 0
则
Lm iB + Lm iC = - Lm iA
Lm iC + Lm iA = - Lm iB
Lm iA + Lm iB = - Lm iC
代入上式，并整理后得
Lm iA eA
Lm
p
iB
eB
Ls iC eC
uA Rs 0 0 iA Ls Lm
0
eA iA
eA
iA
EP
IPOBiblioteka t梯形波永磁同步电动机的电动势与电流波形图
由于各相电流都是方波，逆变器的电压只须按直流 PWM 的方法进行控制，比各种交流 PWM 控制都要简单得多，这是设计梯形波永磁同步电动机的初衷。
然而由于绕组电感的作用，换相时电流波形不可能突跳，其波形实际上只能是近似梯形 的，因而通过气隙传送到转子的电磁功率也是梯形波。
当电动机中点与直流母线负极共地时，电动机的电压方程可以用下式表示
uA Rs 0 0 iA Ls Lm
uB
0
Rs
0
iB
Lm
Ls
uC 0 0 Rs iC Lm Lm
式中
uA、uB 、uC ——三相输入对地电压 iA、iB 、iC ——三相电流 eA、eB 、eC ——三相电动势
Rs——定子每相电阻 Ls——定子每相绕组的自感 Lm——定子任意两相绕组间的互感 由于三相定子绕组对称，故有
管，使电流恢复正常。 用这种换流方式可使电动机转速升到额定值的 3%~5%，然后再切换到负载电动势
换流。 3、另一类大型同步电动机变压变频调速系统用于低速的电力拖动，例如无齿轮传
动的可逆轧机、矿井提升机、水泥转窑等。 该系统由交-交变压变频器供电，其输出频率为 20~25Hz（当电网频率为 50Hz 时），
内嵌放着按一定规律排列的三相对称交流绕组。这种同步电机的定子又称为电枢，定子铁心 和绕组又称为电枢铁心和电枢绕组。
图中用 AX、BY、CZ 三个 在空间错开 120 电角度分布的线 圈代表三相对称交流绕组。
同步电机的运行方式：
同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。
同步电动机的功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高
网电压的目的。
同步调速系统的特点：
（1）交流电机旋转磁场的同步转速ω1 与定子电源频率 f1 有确定的关系
1
2 f1 np
同步电动机的稳态转速等于同步转速，转差 ωs = 0。 （2）异步电动机的磁场仅靠定子供电产生，而同步电动机除定子磁动势外，转子侧还有 独立的直流励磁，或者用永久磁钢励磁。
目前采用的直流励磁方式分为两大类：一类是用直流发电机作为励磁电源的直流励磁机 励磁系统；另一类是用硅整流装置将交流转化成直流后供给励磁的整流器励磁系统。
串联，则电磁功率为 Pm = 2 Ep Ip。忽略电流换相过程的影响，电磁转矩为
Te
Pm 1
2np Ep I p 1
2np pIp
np
式中 ψp —梯形波励磁磁链的峰值，是恒定值。
由此可见，梯形波永磁同步电动机（即无刷直流电动机）的转矩与电流成正比，和一般
的直流电动机相当。 这样，其控制系统也和直流调速系统一样，要求不高时，可采用开环调速，对于动态性
同步电机变频调速
历史上最早出现的是直流电动机 19 世纪末，出现了交流电和交流电动机为了改善功率 因数，同步电动机应运而生。同步电动机也是一种交流电机。既可以做发电机用，也可做电 动机用，过去一般用于功率较大，转速不要求调节的生产机械，例如大型水泵，空压机等。