永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的工作原理是什么？

永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的工作原理是定子通交流電產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子為永磁體，定子磁場(chǎng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

轉(zhuǎn)子采用永磁體勵(lì)磁，無論其材料是鋁鎳鈷、鐵氧體還是釹鐵硼，也不管是內(nèi)埋還是表貼安裝，通過特殊的定子與轉(zhuǎn)子形狀設(shè)計(jì)，在氣隙空間中呈現(xiàn)正弦排列的 N-S 磁場(chǎng)，反電勢(shì)必須是正弦波。

電機(jī)力矩的產(chǎn)生與電樞（定子）電流成正比。定子三相通相序互差 120 度的交流電壓產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)產(chǎn)生力的作用帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。

電機(jī)開環(huán)運(yùn)行時(shí)，給定定子三相互差 120 度電壓建立旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，空載時(shí)電機(jī)飛速轉(zhuǎn)動(dòng)，直到反電勢(shì)和給定電壓相等，定子繞組電流為 0。

當(dāng)轉(zhuǎn)子有負(fù)載，電機(jī)轉(zhuǎn)速會(huì)減速，反電勢(shì)降低，給定電壓不變時(shí)，電阻產(chǎn)生電流，同時(shí)轉(zhuǎn)子磁鐵軸心比定子磁鐵軸心落后一個(gè)角度，即功角。

電機(jī)的力矩控制是通過控制算法尋找開關(guān)管組合合成給定電壓，產(chǎn)生的電流所對(duì)應(yīng)力矩與外部負(fù)載平衡。當(dāng)前電機(jī)的力矩控制主要有磁場(chǎng)定向控制 FOC 和直接轉(zhuǎn)矩控制 DTC 兩種流派。

FOC 將定子磁場(chǎng)虛擬成繞轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)磁鐵，定子磁勢(shì)分解為 d 軸和 q 軸磁勢(shì)，通過數(shù)學(xué)運(yùn)算和控制改變電壓達(dá)到控制電流目的。實(shí)現(xiàn) FOC 需要電機(jī)三相電流和位置信號(hào)，以及 Clark-Park 變換、d 軸和 q 軸的 PI 調(diào)節(jié)、反 Clark-Park 變換、SVPWM 等控制模塊。

DTC 則不將定子側(cè)變量折算到轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，通過檢測(cè)母線電壓和定子電流直接計(jì)算磁鏈和轉(zhuǎn)矩，利用滯環(huán)比較器實(shí)現(xiàn)解耦控制。