永磁同步电机变频调速方式以及各物理量之间的关系

       永磁同步电机变频调速方式以及各物理量之间的关系。

（一）工频运行时
1、一台异步电机同步空载运行电流Io，是异步电机铁芯主旋转磁场Φo的励磁电流；
2、如果把它的鼠笼转子换成永磁式转子，设永磁极Φm的分子磁势为Em，得到一个永磁同步电机；
3、这个永磁同步电机，同步空载运行时的主旋转磁场仍然为Φo，为定、转子合磁场，强弱不变（因为电源电压不变），空载运行励磁电流减小为（Io - Em/N1），比异步时小Em/N1；
4、这个永磁同步电机负载运行时，转子永磁磁极Φm被负载拖着向后转过一个角度θ，方向将相对于主旋转磁极Φo不再是一个方向上；
5、转子永磁磁极Φm在主旋转磁场方向的直轴分量、交轴分量分别是Φmcosθ、Φmsinθ，转子永磁磁极磁势Em在主旋转磁场方向的直轴磁势分量、交轴磁势分量分别是Emcosθ、Emsinθ；
6、根据磁势平衡原理，定子励磁电流将增加Emcosθ/N1，定子转矩电流为Emsinθ/N1；
7、负载由小到最大，θ由0～90度，当负载超过最大负载转矩，θ大于90度“失步”发生；
8、最大转矩电流I1m为Emsinθ/N1= Emsin90/N1= Em /N1，
最大励磁电流为Io - Emcosθ/N1= Io – Emcos90/N1= Io – 0 = 0 ；
9、在电机学中，角度θ叫做功角；
10、功角就是转子永磁极被负载拖着向后转过的角度，负载越大、功角越大、电机转矩越大，电机转矩电流、励磁电流同时增大；
 （二）变频运行时：
1、频率下降、电压下降，但主磁场Φo恒定，以上参数还可以继续采用，和工频是一样的；
2、由于转子永磁极Φm与主旋转磁极Φo同步、同速，所以永磁同步机变频调速，恒速可采用：
“频率闭环”控制模式+电流闭环失速保护，既通过频率调节器直接给定频率（速度），检测电流反馈电流限定频率；
3、永磁同步机变频调速，恒张力可采用：
“电流闭环”控制模式，给定电流、检测反馈电流、比较→频率调节器输入端，频率调节器输出端→频率，原理：
负载张力增大→电流增大→检测、反馈、与电流给定比较→频率调节器输入端→频率调节器输出端→频率下降转速下降→电流下降→负载张力不增大恒定。
4、为了防止失步，可以采用限定定子最大电流的失速保护模式；