大功率永磁同步电动机培训教材
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培训学习资料-永磁电机-2022年学习资料
中国名师教育网校一多媒体素材一物理-清华同方光-左手定则的演示-实验-根据如图实验-装置，闭合开-导线-电 -关观察金属杆-的运动方向。-十-磁铁-铁架台-开关-滑动变阻器-暂停-演示一-演示二演示三-演示四】-返 回-退出-PPT课件-6
2、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 质，并称为该点的磁感强度B。-即：R无-B: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 流强度A-L:导体在磁场中的有效长度m-PPT课件-7
ωt=240°-ωt=240°时电流和磁场情况-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 流-的顺序。-PPT课件-15
wt=360°-ωt=360°时电流和磁场情况-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。-PPT课件-16
☒电流入->0-⊙-电流出-wt=0时电流和磁场情况-A、C两相电流=0时为正，因此首端流入、-末端流出。 B相电流=0时为负，末端流入、首端流出。-相邻线圈电流流向一致，在气隙中生成合成磁场。-PPT课件-13
ωt=120°-ωt=120°时电流和磁场情况-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-的顺序，A→B→C正序 气隙磁场顺时针旋转。-PPT课件-14
单相异步电动机的定子磁场-单相机定子-0-单相机转子-在定子绕组中通入单相交流电-电流正半周，线圈导体中通 -电流的负半周，线圈导体中通-的电流始终为正值-过的电流方向始终为负-合成兹场随时间大小不断变化，-但兹场 线的位置始终不变。-显然，单相异步电动机的定子磁场是一个大小和方向随时间不断变化、-但磁场轴线位置始终不变 脉动磁场。所以单向异步机的转子不会自行-起动，也就是说单相异步电动机的起动转矩为零。-PPT课件-20
永磁直流电动机开发培训资料一
七、设计和工艺的薄弱点及采取的措施 （如某些结构的电机振动和噪声问题怎样解决） 八、相关的经验和教训 九、总结：将以上工程计算和模拟的结果以及所有 适用标准或性能以benchmark形式把以上电机概念 设计同样品电机或类似电机进行对比
Development Process
A DIVISION OF LEGGETT & PLATT INCORPORATED
培 训 目的
一、培训目的要明确，目标明确，瞄准目标，用对 技能，才能一靶中的。
二、此次培训目的是： 1.加强学员们关于永磁直流电动机的理论知识； 2.增强学员们用理论指导实践，用实践丰富理论的 能力； 3.提高学员们永磁直流电动机设计和开发能力； 4.提高学员们的工作效率； 5.减少或杜绝后期更改（少走弯路） 。
3.1 直流电动机的工作原理（4）
(C) 法拉第（英国）电磁感应 定律
如果线圈中流过电流，则在
与线圈交链的方向上产生磁通，
并且磁通与交链的线圈产生电动 势。
(D) 毕奥-萨伐尔（法国）定律 电流周围产生磁场和这个电
流之间的关系是：当匝数为N的 线圈中流过i(A)的电流时，则有 Ni=BL/μ=HL。式中的B为磁感 应强度(T)， L为磁路长度(m)， μ为磁导率(H/m)， H为磁场强 度(A/m)。
Head rest Motor
DEVELOPING
Motor Application
Oil Pump Motor
Window Lift /Sunroof A DIVISION OF LEGGETT & PDLAETVT IENCLOORPPOIRNATGED
DEVELOPING
DEVELOPING
5
PMDC Motor Training–Xinfa Zhang-2009
Development Process
A DIVISION OF LEGGETT & PLATT INCORPORATED
培 训 目的
一、培训目的要明确，目标明确，瞄准目标，用对 技能，才能一靶中的。
二、此次培训目的是： 1.加强学员们关于永磁直流电动机的理论知识； 2.增强学员们用理论指导实践，用实践丰富理论的 能力； 3.提高学员们永磁直流电动机设计和开发能力； 4.提高学员们的工作效率； 5.减少或杜绝后期更改（少走弯路） 。
3.1 直流电动机的工作原理（4）
(C) 法拉第（英国）电磁感应 定律
如果线圈中流过电流，则在
与线圈交链的方向上产生磁通，
并且磁通与交链的线圈产生电动 势。
(D) 毕奥-萨伐尔（法国）定律 电流周围产生磁场和这个电
流之间的关系是：当匝数为N的 线圈中流过i(A)的电流时，则有 Ni=BL/μ=HL。式中的B为磁感 应强度(T)， L为磁路长度(m)， μ为磁导率(H/m)， H为磁场强 度(A/m)。
Head rest Motor
DEVELOPING
Motor Application
Oil Pump Motor
Window Lift /Sunroof A DIVISION OF LEGGETT & PDLAETVT IENCLOORPPOIRNATGED
DEVELOPING
DEVELOPING
5
PMDC Motor Training–Xinfa Zhang-2009
西门子大功率变频调速同步电动机培训教材
SIEMENS大功率同步电动机变频调速培训教材前言本培训教材初步介绍了电驱压缩机组西门子大功率同步电动机变频调速部分的系统构成及作用，重点解析了SIMOVERT S 控制系统的工作原理及硬件的功能，分析了西门子电驱机组在调试中出现的问题，阐述了西门子电驱机组在运行中的注意事项。
本培训教材摘录了《西门子变频调速电机系统运行规程》、《西门子变频调速电机系统维护规程》等资料的部分内容，同时借鉴了西门子电驱机组在西气东输管道应用的诸多经验。
本培训教材在编撰中存在许多不足之处请各位读者谅解，并请有关专家提出宝贵意见。
2008年9月18日目录1、西门子电驱压缩机组系统概述1．1 系统构成1．1．1隔离变压器1．1．2浪涌阻尼柜1．1．3电流源型变频器（Current Source Inverter简称CSI）技术简介1．1．4 变频系统接口及控制系统1．1．5 同步电机励磁及其控制系统1．1．6 SIMOVERT S 控制系统硬件功能1．1．7 滤波系统单元1．1．8 同步电动机检测单元1．1．9 同步电动机防爆正压通风及控制系统1．1．10 功率单元水冷系统1．2 设备调试中出现的问题2、电驱机组运行前的准备和检查3、电驱机组投运时的逻辑控制4、电驱机组运行中的检查5、电驱机组停机时的逻辑控制6、备用电驱机组的注意事项1、 西门子电驱压缩机组系统概述 1．1 系统构成西气东输电驱压缩机组驱动部分采用SIEMENS 大功率变频调速同步电机驱动系统，压缩机仍为ROLLS-ROYCE 公司制造，电驱系统电气一次部分主要由10kV 断路器、浪涌阻尼电阻、隔离变压器、功率变频部分和同步电机及滤波系统组成。
其一次接线图如图所示：10kV 主断路器111仅由SIMOVERT S 的控制系统来控制，手动启动的命令被永远禁止，手动跳闸的命令被永远许可.断路器的保护继电器可以将断路器直接跳开，ESD 系统也可将断路器直接跳开。
永磁同步电动机说明书PPT课件
“弱磁”扩速。 径向式结构 切向式结构 混合式结构
2、内置径向式转子磁路结构
早期常用
3
4 N
1
S
应用较为广泛
2 1
3
N
4
S
SN
NS
SN
NS
S
S
N
N
(a)ห้องสมุดไป่ตู้
(b)
1—转轴 2—永磁体槽 3—永磁体 4—转子导条
2、内置径向式转子磁路结构
更大的永磁体空间 外转子结构
3
4
2
3
1
NN
4
S SN
S N
(c)
(d)
1—转轴 2—永磁体槽 3—永磁体 4—转子导条
2、内置混合式转子磁路结构
这类结构集中了径向式和切问式转子结构的优点， 但结构和制造工艺均较复杂，制造成本也比较高。图 (a)是由德国西门子公司发明的混合式转子磁路结构， 需采用非磁性转轴或采用隔磁铜套，主要应用于采用 剩磁密度较低的铁氧体永磁同步电动机。图(b)所示结 构近年来用得较多，也采用隔磁磁桥隔磁。这种结构 的径向部分永磁体磁化方向长度约是切向部分永磁体 磁化方向长度的一半。图(c)和(d)永磁体的径向部分与 切向部分的磁化方向长度相等，也采取隔磁磁桥隔磁。 但制造工艺却依次更复杂，转子冲片的机械强度也有 所下降。
1
3
N
N
4
S
S
2
1 N
S
3
N
4
S
S
S
N
N
S
S
N
N
(a)
(b)
1—转轴 2—空气隔磁槽 3—永磁体 4—转子导条
2、内置切向式转子磁路结构
2、内置径向式转子磁路结构
早期常用
3
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S
应用较为广泛
2 1
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(a)ห้องสมุดไป่ตู้
(b)
1—转轴 2—永磁体槽 3—永磁体 4—转子导条
2、内置径向式转子磁路结构
更大的永磁体空间 外转子结构
3
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NN
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S SN
S N
(c)
(d)
1—转轴 2—永磁体槽 3—永磁体 4—转子导条
2、内置混合式转子磁路结构
这类结构集中了径向式和切问式转子结构的优点， 但结构和制造工艺均较复杂，制造成本也比较高。图 (a)是由德国西门子公司发明的混合式转子磁路结构， 需采用非磁性转轴或采用隔磁铜套，主要应用于采用 剩磁密度较低的铁氧体永磁同步电动机。图(b)所示结 构近年来用得较多，也采用隔磁磁桥隔磁。这种结构 的径向部分永磁体磁化方向长度约是切向部分永磁体 磁化方向长度的一半。图(c)和(d)永磁体的径向部分与 切向部分的磁化方向长度相等，也采取隔磁磁桥隔磁。 但制造工艺却依次更复杂，转子冲片的机械强度也有 所下降。
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1 N
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N
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(a)
(b)
1—转轴 2—空气隔磁槽 3—永磁体 4—转子导条
2、内置切向式转子磁路结构
永磁直流电动机开发培训二概要ppt课件
单叠绕组的的特点： 1)同一主磁极下的元件串联 成一条支路，主磁极数与支 路数相同，即a=p。当电枢旋 转时，电刷位置不动，并联 支路图中的整个电枢绕组在 移动，每个元件不断地顺次 移到它前面一个元件的位置 上，但总的支路情况不变。
2)电刷位置应使感应电动势最大，电刷间电动势等于并联支路
电动势。
思考：采用单叠绕组时
叠绕组：指串联的两个元件总是后一个元件的端接部分紧叠在前 一个元件端接部分，整个绕组成折叠式前进。
波绕组：指把相隔约为一对极距的同极性磁场下的相应元件串 联起来，象波浪式的前进。
10
6.1.3 单叠绕组
在本节及下节单波绕组中，均先介绍表述绕组联结规律 的节距、绕组展开图、元件联结图和并联支路图。这四个方 面是分析直流电机电枢绕组的基本方法，彼此互相关联。
24
单波绕组的特点
1 1)同极性下各元件串联起来组成一条支路，支路对数为 ，
与磁极对数无关； 2)当元件的几何形状对称时，电刷在换向器表面上的位置 对准主磁极中心线，支路电动势最大； 3)电刷数等于磁极数(也可只用1对电刷，视情况而定)； 4)电枢电动势等于支路感应电动势； 5)电枢电流等于两条支路电流之和。
电
4极10槽单叠绕组
18
6.1.4 单波绕组
1. 单波绕组的节距 单波绕组元件第一节距 的决定原则与单叠绕组是一样
的，区别是在换向器节距 上。应使两个串联元件放在相同 极性的磁极下差不多相对应的位置上， 空间位置相距约两个极 距，这两个元件感应电动势的方向相同，可以把它们串联在一 个支路中。其次，沿电枢圆周向一个方向绕一周经过了p个串 联的元件以后，其末尾所联的换向片必须落在与起始的换向片 相邻的位置，才能使第二周继续往下联结，即应满足
永磁同步电机控制系统培训课件
Te 0
，电机不转，
iq
is
0
e
id
当给电机定子通如图所示的is电流矢量时
id is cos(e ) iq is sin(e )
电磁转矩方程为： Te 1.5 pis sin(e )
于是通过转子的转动方向可以得出转子的初始位置信息
永磁同步电机控制系统
全有文档
一 控制方式 二 SVPWM产生原理 三 转子初始化定位
一 控制方式
它控式
由其它装置带动电机转动
自控式
由自身控制电机转动。永磁同步电机同步就是 指电流频率和转速是同步的，自控式就是控制电 流频率来实现控制转速。通常采取矢量控制
矢量控制原理图
坐标变换图
磁定位法可以精确实现转子的初始定位，但可能造成转子较大幅度的 转动，这在有些机械设备上是不容许的。
基于磁定位原理的摄动定位方法：给定子通以 id 0 iq is 方向为 e 的电流矢量，电动机在上述电流矢量的作用之下开始旋转，通过编码 器脉冲信号可得到电机的转动方向，一旦检测到编码器脉冲数有变化， 便立即封锁PWM输出，转子的位置改变很小，而根据电机转向和给 定的电流矢量就可以大致确定电机转子的位置。接着改变电流矢量方 e 向 ，使给定的电流矢量更接近电机转子的磁极，再检测电机的转 向，通过转向来实现对转子初始位置的定位。
(1)磁定位法即强制启动使转子转到一个已 知位置; (2)静止时通过特定的算法估算转子位置。
永磁同步电机转矩方程
Te 1.5 p[iq ( Ld Lq )id iq ]
对于表面式PMSM， L Lq
d
于是电磁转矩方程为： Te 1.5 piq 。
，电机不转，
iq
is
0
e
id
当给电机定子通如图所示的is电流矢量时
id is cos(e ) iq is sin(e )
电磁转矩方程为： Te 1.5 pis sin(e )
于是通过转子的转动方向可以得出转子的初始位置信息
永磁同步电机控制系统
全有文档
一 控制方式 二 SVPWM产生原理 三 转子初始化定位
一 控制方式
它控式
由其它装置带动电机转动
自控式
由自身控制电机转动。永磁同步电机同步就是 指电流频率和转速是同步的，自控式就是控制电 流频率来实现控制转速。通常采取矢量控制
矢量控制原理图
坐标变换图
磁定位法可以精确实现转子的初始定位，但可能造成转子较大幅度的 转动，这在有些机械设备上是不容许的。
基于磁定位原理的摄动定位方法：给定子通以 id 0 iq is 方向为 e 的电流矢量，电动机在上述电流矢量的作用之下开始旋转，通过编码 器脉冲信号可得到电机的转动方向，一旦检测到编码器脉冲数有变化， 便立即封锁PWM输出，转子的位置改变很小，而根据电机转向和给 定的电流矢量就可以大致确定电机转子的位置。接着改变电流矢量方 e 向 ，使给定的电流矢量更接近电机转子的磁极，再检测电机的转 向，通过转向来实现对转子初始位置的定位。
(1)磁定位法即强制启动使转子转到一个已 知位置; (2)静止时通过特定的算法估算转子位置。
永磁同步电机转矩方程
Te 1.5 p[iq ( Ld Lq )id iq ]
对于表面式PMSM， L Lq
d
于是电磁转矩方程为： Te 1.5 piq 。
JMAG标准培训教程永磁电机学习课程
永磁电机分类
根据结构和工作原理，永磁电机可分 为永磁同步电机、永磁直流电机、永 磁无刷直流电机等。
工作原理与特点
工作原理
永磁电机利用永磁体产生的恒定磁场与电枢电流产生的磁场 相互作用，产生电磁转矩，驱动电机旋转。
特点
高效率、高功率密度、宽调速范围、低噪音、低振动、长寿 命等。
应用领域及发展趋势
应用领域
基本操作指南
提供JMAG软件的基本操作指南，包括新建项目 、打开项目、保存项目等操作步骤和注意事项。
3
常用功能介绍
介绍JMAG软件中常用的功能，如模型导入导出 、视图调整、参数设置等，并提供相应的操作示 例和说明。
模型建立与网格划分技巧
模型建立方法
详细讲解在JMAG软件中建立永磁电机模型的方法，包括绘 制几何形状、定义材料属性、设置边界条件等步骤。
JMAG标准培训教程永磁电机学习 课程
目录
• 永磁电机基本概念与原理 • 永磁电机设计基础 • JMAG软件操作入门 • 永磁电机仿真分析实例 • 永磁电机与原理
Chapter
永磁电机定义及分类
永磁电机定义
利用永磁体产生磁场，通过电磁感应 原理实现电能与机械能相互转换的电 机。
视野，让我对未来发展趋势有了更清晰的认识。
未来发展趋势预测
高性能化
随着科技的不断进步，永磁电机将向 更高性能的方向发展，如高效率、高 功率密度等。
智能化
结合人工智能、大数据等技术，实现 永磁电机的智能化控制和管理，提高 运行效率和可靠性。
绿色化
在环保理念日益深入人心的背景下， 永磁电机将更加注重绿色环保，如采 用环保材料、降低能耗等。
06
课程总结与展望
Chapter
根据结构和工作原理，永磁电机可分 为永磁同步电机、永磁直流电机、永 磁无刷直流电机等。
工作原理与特点
工作原理
永磁电机利用永磁体产生的恒定磁场与电枢电流产生的磁场 相互作用，产生电磁转矩，驱动电机旋转。
特点
高效率、高功率密度、宽调速范围、低噪音、低振动、长寿 命等。
应用领域及发展趋势
应用领域
基本操作指南
提供JMAG软件的基本操作指南，包括新建项目 、打开项目、保存项目等操作步骤和注意事项。
3
常用功能介绍
介绍JMAG软件中常用的功能，如模型导入导出 、视图调整、参数设置等，并提供相应的操作示 例和说明。
模型建立与网格划分技巧
模型建立方法
详细讲解在JMAG软件中建立永磁电机模型的方法，包括绘 制几何形状、定义材料属性、设置边界条件等步骤。
JMAG标准培训教程永磁电机学习 课程
目录
• 永磁电机基本概念与原理 • 永磁电机设计基础 • JMAG软件操作入门 • 永磁电机仿真分析实例 • 永磁电机与原理
Chapter
永磁电机定义及分类
永磁电机定义
利用永磁体产生磁场，通过电磁感应 原理实现电能与机械能相互转换的电 机。
视野，让我对未来发展趋势有了更清晰的认识。
未来发展趋势预测
高性能化
随着科技的不断进步，永磁电机将向 更高性能的方向发展，如高效率、高 功率密度等。
智能化
结合人工智能、大数据等技术，实现 永磁电机的智能化控制和管理，提高 运行效率和可靠性。
绿色化
在环保理念日益深入人心的背景下， 永磁电机将更加注重绿色环保，如采 用环保材料、降低能耗等。
06
课程总结与展望
Chapter
永磁同步电动机教材29901-PPT精选文档
调速永磁同步电动机结构示意图
l－转轴 2－轴承 3－端差 4－定子绕组 5－机座 6－定子铁心 7，8－永磁体 9－转子铁心 10—风扇 11—风罩 12－位置、速度传感器 13，14－电缆 15－专用变频驱动器
永磁同步电动机的转子结构
表面式转子磁路结构
1） 凸出式 1－永磁体
2）插入式 2－转子铁心 3－转轴
• 为了保证永磁电机的电气性能不发 生变化，能长期可靠地运行，要求 永磁材料的磁性能保持稳定。通常 用永磁材料的磁性能随环境、温度 和时间的变化率来表示其稳定性， 主要包括热稳定性、磁稳定性、化 学稳定性和时间稳定性。
永磁同步电动机
概述
• 永磁同步电动机的运行原理与电励磁同步电动机 相同，但它以永磁体提供的磁通替代后者的励磁 绕组励磁，使电动机结构较为简单，降低了加工 和装配费用，且省去了容易出问题的集电环和电 刷，提高了电动机运行的可靠性；又因无需励磁 电流，省去了励磁损耗，提高了电动机的效率和 功率密度。因而它是近年来研究得较多并在各个 领域中得到越来越广泛应用的一种电动机。
永磁材料
永磁电机的性能、设计制造特点和 应用范围都与永磁材料的性能密切相关。 永磁材料种类众多，性能差别很大。因 此，在研究永磁电机之前，首先从设计 制造电机的需要出发，了解电机中最常 用的三种主要永磁材料（铁氧体、铝镍 钴、钕铁硼）的基本性能，包括磁性能、 物理性能，选用时的注意事项。
永磁体的磁稳定性
• 以前，由于同步电动机存在着自身的弱点（起 动费事，必须由异步电动机拖动，重载时有振 荡和失步的危险），一般工业设备很少用。变 频调速技术弥补了这些缺点：起动时变频器频 率逐渐上升，转速也逐渐提高，不需其他起动 设备；失步问题是由于同步转速不变，转子落 后的角度过大引起的，而变频调速中的转速和 转矩闭环控制，可以随时调节同步转速，避免 了失步现象。由于同步电机的固有优点使同步 电机的变频调速成为交流调速的一个很有潜力 的发展方向。
《永磁同步电动机》课件
面临的挑战与解决方案
成本问题
随着高性能永磁材料价格的上涨，永磁同步电动机的成本 也随之增加。解决方案包括采用替代性材料、优化设计等 降低成本。
控制精度问题
在某些高精度应用场景中，永磁同步电动机的控制精度仍 需提高。解决方案包括采用先进的控制算法和传感器技术 提高控制精度。
可靠性问题
在高温、高湿等恶劣环境下，永磁同步电动机的可靠性可 能会受到影响。解决方案包括加强散热设计、提高材料耐 久性等提高可靠性。
总结词
风力发电系统中应用永磁同步电动机，具有 高效、可靠、低噪音等优点。
详细描述
风力发电系统需要能够在风能不稳定的情况 下高效、可靠运行的电机，永磁同步电动机 能够满足这些要求。其高效、可靠、低噪音 的特性使得风力发电系统在能源利用效率和
可靠性方面具有显著优势。
THANKS
感谢观看
工作原理
永磁同步电动机通过控制器调节电机电流，使电机转子与定子磁场保持同步， 从而实现电机的运转。其工作原理基于磁场定向控制和矢量控制技术。
种类与特点
种类
永磁同步电动机根据结构可分为 表面贴装式、内置式和无铁心式 等类型。
特点
永磁同步电动机具有效率高、节 能效果好、运行稳定、维护方便 等优点，广泛应用于工业自动化 、新能源、电动汽车等领域。
05
CATALOGUE
永磁同步电动机的发展趋势与挑战
技术发展趋势
高效能化
随着技术的不断进步，永磁同步电动机的效率和性能不断提升， 能够满足更多高效率、高负载的应用需求。
智能化
随着物联网、传感器等技术的发展，永磁同步电动机的智能化水平 不断提高，可以实现远程监控、故障诊断等功能。
紧凑化
为了适应空间受限的应用场景，永磁同步电动机的尺寸和重量不断 减小，同时保持高性能。
同步电动机励磁系统培训PPT课件
主要特点
把电能转换成机械能的定、转子双边励磁的交流电动机 优点 • 功率因数高 • 运行稳定性高 • 运行效率高 • 转速恒定不变 缺点 • 起动复杂 • 需要两种电源 • 结构复杂、维护保养要求高
与同步发电机的比较
工作原理
• 发电机 输出有功、机械能转换成电能 • 电动机 吸收有功、电能转换成机械能
结构组成
单柜结构 双柜结构
调节器——机械结构
励磁调节器结构紧凑，其功能单元完全 模块化。调节器合理地组装在调节柜中，调节柜 采用双门结构，前门为有机玻璃门，内门为摇门， 双门结构可方便设备的调试、维护及检修。右图 为内门打开的调节柜。柜体采用进口RITTL柜体。
MER6002调节器组成
调节器逻辑原理图
-A09
转子 参 量 检控板
CT -B01
组合变送器
-A90
总线 板
PT
-BV01 -PLC
可编程控制器
-A04
信号输出板
(to RTU)
to SCR
-K90
调节 板
-GT
RS232C 操 作显 示 屏
核心控制器件
日本松下电工的FP0型可编程控制器
16DI/16DO 2AI/1AO 5000步程序容量 0.9us/步
集成一体化移相触发模块 日本HAKKO公司的V608C彩色液晶触摸屏
人机界面——智能触摸屏
运行参数显示 运行状态显示 操作 故障报警 故障记录、追忆 故障处理帮助
人机界面欢迎画面
人机界面主菜单
状态显示－表计画面
主通道信息画面
备用通道信息画面
通道操作画面－ＯＦＦ状态
通道操作画面－ＯＮ状态
——应用范围
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- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
PMSM与交流感应电机的替代及比较
抽油机用永磁同步电动机与感应电动机的替代关系
永磁同步电机的功率/kW
11
15
18.5 22
30
37
45
感应电动机的功率/kW
18.5 2230Fra bibliotek3745
55
75
永磁电动机与感应电动机的参数比较
效率 %
功率因数 起动转矩 启动电流
N·m
A
22kW, 6极永磁同步电机
93.5
同时电机自带的编码器\旋转变压器反馈信号给驱动器，驱 动器根据反馈值与目标值进行比较，调整各项参数.
永磁同步电机电流为正弦波波形，180度导通PWM控制
电 机 剖 面 图
控
T3
T5
T1
D1
D3
D5
制 Ud
Cd A
B
C
简
T4
T6
T2
图
D4
D6
D2
ia
ib
ic
ea
eb
ec
o
大功率永磁同步电机（PMSM）特点
感应电机效率曲线示例
几种电动机效率比较
15kW,4极电动机
类型 永磁同步电动机 Y系列感应电动机 美国高效电动机 美国最高效电动机
效率 95%～96% 88% 89.5% 93%
经济运行范围比较
电机类型 永磁同步电动机 感应电动机
经济运行范围 25-120%额定负载 70-100%额定负载
25%额定负载下功率因数 >0.9 <0.5
优点：与传统驱动系统相比，永磁同步电机具有高效率、高功 率因素、高功率密度，良好的控制性能，温升低，可靠性高等 优点。
适应场合：所有Y系列电机调速场合，都可以用永磁同步驱动 系统代替，其成本比交流异步变频高不了多少，而性能在异步 电机基础上大大改善。
低速大扭矩永磁同步电机的应用-抽油机
直驱塔式抽油机
客 户 选 择 电 机 流 程 图
.989
704.1
423.9
37kW, 6极感应电机
91.6
.885
774.2
427.0
大功率永磁同步电机(PMSM)应用场合
对节能要求高的场合
连续地以恒速运行：风机，泵，压缩机等 负载率低的场合
多台电动机同步运行的场合 精确调速或调速及频繁换向的场合 减速比小于3，直接驱动的场合 典型应用：抽油机、螺杆泵、水泵、风机
优点： 该电机既充分发挥了永磁同步电 机的优点，又一定程度上克服了永磁同步 电机成本高的缺点。 适用场合： 适用于不需要调速的场合，开环运行。所 有Y系列不带变频器的常规电机适用的地 方，都适合于自启动永磁同步电机。
产品介绍--------常规大功率永磁同步电机
常规永磁同步伺服电机，在Y系列的机座号上设计，可以直 接替代用户原有使用的异步电机系列，降低用户的替代成本。
典型交流感应电机变频系统 VS PMSM系统
一台注塑机永磁同步伺服电机在运行时的功率曲线
3000rpm永磁同步效率曲线示 例
两台注塑机的测试时间均为一个小时，注塑 循环周期为19.0s，其中冷却时间为3s，托模 进退停顿时间为2秒。通过电度表实际测得 HTF86X1/J2（永磁同步）耗电量为2.12度， HTF80/J1（感应电机）耗电量为2.75度。计 算可得，永磁同步比感应电机每小时省电 0.63度，大约能节省22.9％的电能。 而这台电机的功率大概不到2千瓦，大功率的 节电效果更明显。据统计表明，注塑机里有 些节能达到40-60%
武汉直驱机电-先进的设计和分析手段
公司拥有基于多领域分析与仿真的开发手段，对电机及控制 系统进行应力场分析，电磁场分析和温度场分析及仿真。确 保开发出来的电机及驱动系统的最优化，同时最大限度的缩 短设计和开发周期，在最短的周期内提供给客户最好的产品。
武汉直驱机电技术有限公司产品介绍
公司产品分为低速大扭矩直驱电机、常规永磁同步伺服 电机、异步起动永磁同步电机三大系列。
适应场合：适合于 调速场合。当客户 对于性能（效率、 噪声等）或体积、 可靠性要求非常之 高，而减速比小于1： 3时，直驱电机是客 户的首选。
产品介绍 --------- 异步起动永磁同步电机
异步起动永磁同步电机，转子上有鼠笼设计，能够直接接工 频电网启动，不需要变频器，大大降低了成本，而各项性能 和传统异步电机相比有明显提高。
功率范围从13.5kW到900kW，转速范围从30RPM到 3000RPM，转矩范围从100Nm到60000Nm。
伺服电机由电机定子、转子、结构件、 反馈元件、冷却系统等各部分组成， 电机均使用钕铁硼强磁材料，采用正 弦波磁路设计。根据使用场合的不同， 反馈元件有采用旋转变压器、编码器、 霍尔等，也有采用无传感器方式。 异步起动永磁同步电机定子与其他永 磁同步电机类似，但转子一般为嵌入 式，除磁钢外，还设计有鼠笼。
大功率永磁同步(PMSM)驱动系统
大功率永磁同步电机(PMSM)基本原理
利用永磁材料产生磁场
钕铁硼(NdFeB)431.4KJ/m3
电流通过绕组产生磁场 利用电磁感应原理,将电能转换为机械能.
大功率永磁同步电机(PMSM)基本原理
永磁同步电机定子是三相绕组，与传统感应电机类似，转 子是磁钢，驱动器控制的U/V/W三相电形成旋转磁场，转子 在此磁场的作用下转动，转动速度满足公式60f/p的约束。
在螺杆泵上推广使用直驱永磁同 步电机，省去了中间传动机构， 电机直接驱动，可无级调速，软 启动，符合螺杆泵负载特性、无 需功率储备。系统效率大大提高
常规大功率永磁同步电机的应用-变频泵
从恒压注水和节能两个方面考虑，在油 田注水系统中使用大功率高速永磁同步 电机，通过泵出口压力作为反馈信号输 入变频器控制板上与原设定值进行比较、 运算从而改变电机频率，调节电机转速 方便地改变水的流量，保证水压恒定， 降低电能损耗。
产品介绍 -------- 低速大扭矩直驱电机
低速大扭矩直驱电机，去掉了传统传动系统中的减速机构，改为直接驱 动客户负载，是永磁同步电机发展的方向之一，该电机一般采用多极设 计，电机转速一般在500RPM以下。 通过直接耦合转矩电机与负载，可以显著提高机器的性能，效率提高， 更加节电，并且无需对减速器进行润滑，因此免除了高昂的维护成本， 机器能够持续运转，可为客户提供优秀的生产能力。 由于结构的简化,使得系统运行的更加平稳,既减少了机械连接造成的振 动,又使得系统由于机械磨损造成的精度损失得到了有效控制。
1.直接驱动，去掉减速环 节，可靠性高。 2.旋转电机设计，电机除 需定期补充润滑脂外，无 需其他维护。 3.系统效率高，节能显著。 4.良好的系统可调节性。
异步起动永磁同步电机的应用-磕头机改造项目
以节能为目的直接替换原有感应电机，用户无需做任何修改， 无需变频器，替换成本低
低速大扭矩永磁同步电机的应用-直驱螺杆泵
功率因数高
不需要无功励磁电流
效率高
平稳运行时没有转子电阻损耗
宽高效工作区
25%～120%额定负载范围内 轻载时节能显著
可直接启动
加转子鼠笼
大功率永磁同步（PMSM）驱动系统框图
示意图
稀土永磁电动机
速度和
位置反 馈
风机冷却系统
变频控制柜
典型 交流感应电机变频系统 VS PMSM系统
交流感应电机+变频器 Vs 永磁同步电机+变频器：
1.由于不需要从电网吸收无功电流，转子上既无铜耗又无铁耗。 所以永磁同步电机在很宽的负载范围内能保持接近于1的功率因 数素，而感应电机的功率因素较低，尤其在负载较小的情况下。 2.永磁同步电机效率比同容量的感应电机效率高，同时高效区宽 广。 3.永磁同步电动机的功率密度远比感应电机高 4.感应电机低速运转时转矩变小，发热厉害。而永磁同步电机没 有此问题。 5.永磁同步电机的控制精度高。