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永磁同步電動機是如何產(chǎn)生動力的？
在交流異步電動機中，轉(zhuǎn)子磁場的形成要分兩步走：第一步是定子旋轉(zhuǎn)磁場先在轉(zhuǎn)子繞組中感應出電流;第二步是感應電流再產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁場。在楞次定律的作用下，轉(zhuǎn)子跟隨定子旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)動，但又“永遠追不上”，因此才稱其為異步電動機。如果轉(zhuǎn)子繞組中的電流不是由定子旋轉(zhuǎn)磁場感應的，而是自己產(chǎn)生的，則轉(zhuǎn)子磁場與定子旋轉(zhuǎn)磁場無關，而且其磁極方向是固定的，那么根據(jù)同性相斥、異性相吸的原理，定子的旋轉(zhuǎn)磁場就會拉動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，并且使轉(zhuǎn)子磁場及轉(zhuǎn)子與定子旋轉(zhuǎn)磁場“同步”旋轉(zhuǎn)。這就是同步電動機的工作原理。
根據(jù)轉(zhuǎn)子自生磁場產(chǎn)生方式的不同，又可以將同步電動機分為兩種：
一是將轉(zhuǎn)子繞組通上外接直流電（勵磁電流），然后由勵磁電流產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁場，進而使轉(zhuǎn)子與定子磁場同步旋轉(zhuǎn)。這種由勵磁電流產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁場的同步電動機稱為勵磁同步電動機。
二是干脆在轉(zhuǎn)子上嵌上永久磁體，直接產(chǎn)生磁場，省去了勵磁電流或感應電流的環(huán)節(jié)。這種由永久磁體產(chǎn)生轉(zhuǎn)子磁場的同步電動機，就稱為永磁同步電動機。
按照不同的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械的要求，電機驅(qū)動又分為定速驅(qū)動、調(diào)速驅(qū)動和精密控制驅(qū)動三類。
1、 定速驅(qū)動工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有大量的生產(chǎn)機械要求連續(xù)地以大致不變的速度單方向運行，例如風機、泵、壓縮機、普通機床等。對這類機械以往大多采用三相或單相異步電動機來驅(qū)動。異步電動機成本較低，結(jié)構(gòu)簡單牢靠，維修方便，很適合該類機械的驅(qū)動。但是，異步電動機效率、功率因數(shù)低、損耗大，而該類電機使用面廣量大，故有大量的電能在使用中被浪費了。其次，工農(nóng)業(yè)中大量使用的風機、水泵往往亦需要調(diào)節(jié)其流量，通常是通過調(diào)節(jié)風門、閥來完成的，這其中又浪費了大量的電能。70年代起，人們用變頻器調(diào)節(jié)風機、水泵中異步電動機轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)它們的流量，取得可觀的節(jié)能效果，但變頻器的成本又限制了它的使用，而且異步電動機本身的低效率依然存在。
2、 調(diào)速驅(qū)動有相當多的工作機械，其運行速度需要任意設定和調(diào)節(jié)，但速度控制精度要求并不非常高。這類驅(qū)動系統(tǒng)在包裝機械、食品機械、印刷機械、物料輸送機械、紡織機械和交通車輛中有大量應用。在這類調(diào)速應用領域最初用的最多的是直流電動機調(diào)速系統(tǒng)，70年代后隨電力電子技術和控制技術的發(fā)展，異步電動機的變頻調(diào)速迅速滲透到原來的直流調(diào)速系統(tǒng)的應用領域。這是因為一方面異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)的性能價格完全可與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美，另一方面異步電動機與直流電動機相比有著制造工藝簡單、效率高、同功率電機用銅量少、維護保養(yǎng)方便等優(yōu)點。故異步電動機變頻調(diào)速在許多場合迅速取代了直流調(diào)速系統(tǒng)。
3、 精密控制驅(qū)動
① 高精度的伺服控制系統(tǒng)伺服電動機在工業(yè)自動化領域的運行控制中扮演了十分重要的角色，應用場合的不同對伺服電動機的控制性能要求也不盡相同。實際應用中，伺服電動機有各種不同的控制方式，例如轉(zhuǎn)矩控制/電流控制、速度控制、位置控制等。伺服電動機系統(tǒng)也經(jīng)歷了直流伺服系統(tǒng)、交流伺服系統(tǒng)、步進電機驅(qū)動系統(tǒng)，直至近年來最為引人注目的永磁電動機交流伺服系統(tǒng)。最近幾年進口的各類自動化設備、自動加工裝置和機器人等絕大多數(shù)都采用永磁同步電動機的交流伺服系統(tǒng)。
② 信息技術中的永磁同步電動機當今信息技術高度發(fā)展，各種計算機外設和辦公自動化設備也隨之高度發(fā)展，與其配套的關鍵部件微電機需求量大，精度和性能要求也越來越高。對這類微電機的要求是小型化、薄形化、高速、長壽命、高可靠、低噪聲和低振動，精度要求更是特別高。例如，硬盤驅(qū)動器用主軸驅(qū)動電機是永磁無刷直流電動機，它以近10000rpm的高速帶動盤片旋轉(zhuǎn)，盤片上執(zhí)行數(shù)據(jù)讀寫功能的磁頭在離盤片表面只有0.1～0.3微米處作懸浮運動，其精度要求之高可想而知了。信息技術中各種設備如打印機、軟硬盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動、傳真機、復印機等中所使用的驅(qū)動電機絕大多數(shù)是永磁無刷直流電動機。受技術水平限制，這類微電機目前國內(nèi)還不能自己制造，有部分產(chǎn)品在國內(nèi)組裝。
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