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永磁同步电机转子按其形状可以分为两类:凸极式和隐极式。它们的根本不同在于转子磁极所在位置,凸极式是将永磁铁安装在转子轴的表面,因为永磁材料的磁导率很接近空气磁导率,所以在交轴(q轴)和直轴(d轴)上的电感基本相同。隐极式转子则是将永磁铁嵌入在转子轴的内部,因此交轴的电感大于直轴的电感,并且,除了电磁转矩外,还有磁阻转矩存在[4]。
2.2 永磁同步电机的工作原理
当A相所控制的绕组通电,而B相和C相断电时,永磁同步电动机的气隙磁场与A相绕组的轴线重合,而磁力线会从磁阻最小的路径通过,所以永磁同步电机的转子会受到一个由气隙磁场产生的反应转矩,称之为静转矩。在静转矩的作用下,转子的齿1和齿3旋转到与A相绕组的轴线所在的位置上,如图1(a)所示。接着B相通电,A相和C相断电,那转子受反应转矩而转动,使转子齿2齿4会转到B相绕组的轴线所在的位置上对齐,如图1(b)所示,此时,转子在空间上逆时针转过的空间角θ为30度,转过这个角叫做步距角。同样的,如果C相通电,A相B相断电,转子又逆时针转动过一个步距角,使转子的齿1和齿3转到C相绕组的轴线所在的位置上对齐,如图1(c)所示。如此按A-B-C-A顺序不断地接通和断开控制绕组,电机便会按一定的方向一步一步地转动,若按A-C-B-A顺序通电,则电机反向一步一步转动。
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