總結：兩種永磁同步電動機的比較
(1) 無刷直流電動機（簡稱bdcm，又稱梯形波永磁同步電動機/方波電動機）： 其出發點是用裝有永磁體的轉子取代有刷直流電動機的定子磁極，將原直流電動機的轉子電樞變為定子。有刷直流電動機是依靠機械換向器將直流電流轉換為近似梯形波的交流，而bdcm是將方波電流（實際上也是梯形波）直接輸入定子， 其好處就是省去了機械換向器和電刷，也稱為電子換向。
為產生恆定電磁轉矩，要求系統向bdcm輸入三相對稱方波電流，同時要求bdcm的每相感應電動勢為梯形波，因此也稱bdcm為方波電動機；（調速效能好、堵轉轉矩大）
(2) 永磁同步電動機（簡稱pm**,又稱正弦波電動機）： 其出發點是用永磁體取代電勵磁式同步電動機轉子上的勵磁繞組，以省去勵磁線圈、滑環和電刷。pm**的定子與電勵磁式同步電動機基本相同，要求輸入定子的電流仍然是三相正弦的。
為產生恆定電磁轉矩，要求系統向pm**輸入三相對稱正弦電流，同時要求pm**的每相感應電動勢為正弦波，因此也稱pm**為正弦波電動機。
總結一：
1.交流變頻電機——
雙邊勵磁的電機，轉子交流勵磁，可自行起步，存在轉差率s；
2.同步電機——
雙邊勵磁的電機，轉子直流勵磁，不可自行起步
3.無換向器同步電機——
由同步電動機、位置檢測器和電力電子裝置組成的電子執行電機系統，其調速效能類似於直流電動機。由於其定子繞組電流的頻率受轉速自動控制、可消除振盪，所以亦稱為自控式同步電動機
4.永磁同步電機——
轉子採用永磁體，新增位置感測器，採用逆變電路控制。
總結二：
調速電動機：調速電動機最常用的有交流變頻電動機、磁阻電動機、有刷直流電動機和無刷直流電動機
同步電機的結構
同步電動機也是由靜止的定子和轉動的轉子兩個基本部分組成的。
1．定子
由於同步電機的定子結構部件和非同步電動機一樣，起著接收、輸出電能和產生旋轉磁場的作用，它們的結構形式並無多大區別，所以同步電動機的定子也是由導磁的定子鐵心和導電的三相交流繞組，以及固定鐵心用的機座和端蓋等部件組成。
2．轉子
同步電機的轉子有兩種結構形式，一種是有明顯磁極的，稱為凸極式，如圖11—3 (a)所示；另一種轉子為乙個圓柱體，並無明顯磁極，稱為隱極式，如圖11—3(b)所示。
(ab)
圖11—3 旋轉磁極式同步電動機的結構示意圖
(a) 凸極式； (b) 隱極式
1—定子；2—轉子；3—集流環
一般同步電動機都做成凸極式，和直流電動機一樣，轉子磁極鐵心由鋼板衝成衝片後，疊壓而成，磁極上套有勵磁繞組，勵磁繞組用絕緣的銅線繞成，它與極身之間有絕緣。各磁極上勵磁繞組間的聯接，必須注意到通過勵磁電流以後，相鄰磁極的極性呈現n與s交替排列，勵磁繞組兩個出線端接到兩個集電環上，通過與集電環相接觸的靜止電刷向外引出，另外在磁極表面上裝有籠型繞組，這種籠型繞組稱為阻尼繞組，如圖11—23所示。整個轉子由磁極、磁軛、勵磁繞組、轉子支架(大型同步電動機有)、軸以及集電環等部件組成。
勵磁用的直流電流一般由整流電源來供給，也可用一台與同步電機同軸或非同軸的直流發電機供給。如果用永久磁鐵做成的轉子來代替直流勵磁的磁極，這種同步電動機，被稱為三相永磁同步電動機（即直流無刷電動機），由於三相永磁同步電動機的轉子不需用直流電流勵磁，所以結構更簡單，效能更好，是目前使用的主要伺服電動機之一。
11.5 同步電動機的起動
同步電動機的電磁轉矩是由定子電流建立的旋轉磁場和轉子磁場的相互作用而產生的，僅在這兩者相對靜止時，才能得到平均電磁轉矩。如將同步電動機勵磁接入電源時，同步電動機轉子磁場**子）是靜止不動的。當定子接入電網時，定子旋轉磁場立即以同步轉速相對轉子磁場作相對運動，所以不能產生電磁轉矩，電機不能起動。
這一現象可以用圖11—22來說明。假設定子磁場的旋轉方向為逆時針方向，並在開始瞬間為圖11—22(a)
ab)圖11—22 接通勵磁後起動時同步電動機的電磁轉矩
a) 相互吸引； (b) 相互排斥
所示的位置，由圖可見，此瞬間定子磁場和轉子磁場相互作用所產生的電磁轉矩也為逆時針方向，是推動轉子向逆時針方向旋轉的。但由於機械慣性，轉動緩慢的轉子還未轉動時，定子磁場已向前轉動了乙個極距，達到圖11—22(b)所示的位置，此時定子磁極對轉子磁極間的電磁轉矩又為順時針方向轉動，其結果轉子承受了乙個脈振轉矩，其平均轉矩為零，故同步電動機不能自行起動。因此，要起動同步電動機必須借助於其他方法。
目前同步電動機常用的起動方法有兩種，即變頻起動法和非同步起動法。
11.5.1 變頻起動法
變頻起動方法是開始起動時，轉子先加上勵磁電流，定子邊通入頻率極低的三相交流電流，由於電樞磁動勢轉速極低，轉子便開始旋轉。定子邊電源頻率逐漸公升高，轉子轉速也隨之逐漸公升高；定子邊頻率達額定值後，轉子也達額定轉速，起動完畢。
顯然定子邊的電源是乙個可調頻率的變頻電源，一般是採用變頻裝置。大型同步電動機採用變頻起動方法的日漸增多。
11.5.2 非同步起動法
非同步起動方法即在凸極式同步電動機的轉子上裝置阻尼繞組而獲得起動轉矩，是一種常用的非同步起動法。阻尼繞組和非同步電動機的籠型繞組很相似，只是它裝在轉子磁極的極靴上，如圖11—23所示，所以有時也把這種阻尼繞組稱為起動繞組。
圖11—23 非同步起動法原理接線圖
11.6 無換向器電動機
無換向器電動機是頻率閉環控制的同步電動機，亦稱自控式同步電動機。這種電動機是電力電子學與電機學互相交叉、互相滲透的結果，它標誌著電機學科發展的方向。
無換向器電動機本體就是一台同步電動機，但其調速效能又和直流電動機相似，所以這種電動機集交、直流電動機之優點於一體，為電動機向高速化、大容量化發展開闢了道路。
無換向器電動機的轉子若用永磁體勵磁，製成無刷結構，優點就更為突出。本節分析無換向器電動機的有關內容。其他永磁電動機的內容稍後介紹。
11.6.1 無換向器電動機的分類
按執行方式無換向器電動機分以下兩種。
一、交直交無換向器電動機
又稱無換向器電動機交—直—交系統。它是由交流電經整流變成直流電，再由閘流體或電晶體組成的逆變器變成頻率可調的交流電供給同步電動機，實質上這是乙個頻率自控同步電動機的調速系統。這個系統主要由同步電動機、可控整流器、閘流體或電晶體所組成的逆變器、位置檢測器以及控制線路等所組成，其示意圖如圖11—24所示。
圖11—24 交直交無換向器電動機
無換向器電動機交—直—交系統有一下特點：逆變橋可採用可關斷器件，結構簡單，控制靈活；調速範圍寬，可達3000：1或更高；使用永磁體勵磁轉子，製成無刷結構，轉子無損耗，效率高。
這種電機適合於高效能的伺服拖動系統，如高檔數控工具機的給進拖動系統。
二、交—交無換向器電動機
又稱無換向器電動機交-交系統。它是利用閘流體或電晶體組成的變頻器，直接把50hz的交流電轉換成可變頻率的交流電供電的同步電動機，是另一種頻率自控同步電動機的調速系統。該系統也是由同步電動機、變頻器、位置檢測器以及控制線路等所組成，其示意圖如圖11—25所示。
圖11—25 交交無換向器電動機示意圖
這種電路有以下特點：變流器輸出頻率在電源頻率以下，因此只能在同步轉速以下調速；變流器結構複雜，控制也複雜；電動機功率因數可接近於1，過載能力大。
11.6.2 無換向器電動機的工作原理
從結構上講，無換向器電動機系統中的同步電動機除了裝有位置檢測器以外，與普通同步電動機的結構沒有根本區別，都是定子上安置空間對稱的三相交流繞組，轉子為直流勵磁或永磁體勵磁。
從執行原理上講，無換向器電動機系統與直流電動機非常類似。從直流電機原理可知，為了保持旋轉的電樞磁勢與勵磁磁勢保持垂直，必須裝置換向器，而且電刷必須裝在幾何中性線上，以保持最大的電磁轉矩。但實際安裝中，換向器總會或多或少的偏離幾何中性線，然而直流電機仍然可以工作，只是電磁轉矩比電刷在幾何中性線上少了一些而已。
這就說明，只要電樞磁勢與勵磁磁勢保持一定的夾角，電機就會得到一定的電磁轉矩。顯然當電樞磁勢與勵磁磁勢夾角為90°（垂直時），電磁轉矩最大（直流電機就是如此），夾角為0°時，電磁轉矩消失（為0），夾角的大小改變時，電磁轉矩改變。
無換向器電動機的執行原理，可以利用直流電機的原理來分析。
一、無換向器同步電機電磁轉矩
圖11—26是乙個無換向器同步電動機系統的組成原理，同步電動機的三相定子繞組為
圖11—26 無換向器同步電動機系統
星形連線，每相繞組的出線端連線乙個電晶體的發射極和另乙個電晶體的集電極。前乙個電晶體稱為正側電晶體，即v1、v3、v5；後乙個電晶體稱為負側電晶體，即v4、v6、v2。轉子位置檢測器，用來檢測轉子旋轉到什麼位置。
電晶體控制電路根據位置檢測器檢測到的訊號控制電晶體的通斷。為了簡便分析，圖11—27所示為選定幾個特定時刻。
abc)
圖11—27 不同電晶體導通瞬時的電流與磁場相量圖
(a) 電流從a相流入b相流出；(b) 電流從a相流入c相流出；
(c) 電流從b相流入, c相流出
1. 0°～60°，v1、v6導通
在這一時刻，如圖11—27(a)所示。此時a相正側電晶體v1及b相負側電晶體v6處於導通狀態，電流經v1從a相流入，經v6從b相流出，如圖11—27(a)中箭頭所示。將a相磁場與b相磁場兩者合成為磁場，即為此時電動機電樞磁場。
的大小及方向如圖11—27(a)下所示。此時定子繞組產生的電樞磁極的位置和轉子磁極在空間相差120°電角度，與相互作用產生電磁轉矩，在這個電磁轉矩作用下，轉子將作逆時針方向旋轉，同時使與之間的夾角變化，電磁轉矩隨之變化，在此期間電晶體v1和v6保持導通不變，保持不變。
2. 6 0°～120°，v1、v2導通
當逆時針轉過空間60°電角度（與之間的夾角為60°）時，時間同樣過去了。這時使電晶體v1、v2導通、v6關斷，電流經v1從a相流入，經v2從c相流出，如圖11—27(b)中箭頭所示。此時和的合成磁勢如圖11—27(b)下所示。
可見v1、v2導通時的電樞磁勢比v6、v1逆時針轉動了60°電角度。的位置和再次相差120°，在電磁轉矩的作用下，轉子繼續逆時針轉動，此時v1、v2導通仍然保持不變，也保持不變，和之間夾角變小。
永磁同步電機翻譯
一種轉子初始位置估計方法ipm同步電機驅動器 摘要 新方法在初始位置估計啟動了內部永磁同步機 ipmsm 驅動。在永磁同步電動機的轉子磁體腔建立在兩個正交的電感有很大不同轉子軸。這個空間顯著基於轉子位置使得它可以使用持久，旋轉或脈動向量，載波頻率影象跟蹤技術，可靠地識別和跟蹤方向的軸的轉子在靜止的時...
同步電機實驗
實驗一三相同步發電機的執行特性 一 實驗目的 1.用實驗方法測量同步發電機在對稱負載下的執行特性。2.由實驗資料計算同步發電機在對稱執行時的穩態引數。二 預習要點 1.同步發電機在對稱負載下有哪些基本特性？2.這些基本特性各在什麼情況下測得？3.怎樣用實驗資料計算對稱執行時的穩態引數？三 實驗專案 ...
直流無刷電機與永磁同步電機的比較
2.1功率密度 在機械人和空間作動器等高效能指標應用場合，對於給定的輸出功率，要求電機重量越小越好。功率密度受電機散熱能力即電機定子表面積的限制。對於永磁電機，絕大多數的功率損耗產生在定子，包括銅耗 渦流損耗和磁滯損耗，而轉子損耗經常被忽略。所以對於乙個給定的結構尺寸，電機損耗越小，允許的功率密度就...