西门子（变频器）授权一级供应商

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磁性能很低，所制造出的永磁电机非常笨重，工业应用受到极度限制，很快被电流励磁电机所取代。随着铝镍钴和铁氧体等永磁材料的出现，永磁电机在20世纪30年代又开始得到发展，铝镍钴具有较高的剩余磁通密度，但矫顽力很低，容易失磁；铁氧体具有较高的矫顽力，但剩余磁通密度较低，两者均不是理想的永磁材料。直到20世纪60年代，稀土永磁材料的发现推动了永磁电机的迅速发展。稀土材料具有铝镍钴和铁氧体两种永磁材料的优点，到目前为止，在永磁电机上实际采用的钕铁硼稀土材料，剩余磁通密度高达1.06T，矫顽力达到720kA/m，磁能积达286kJ/m3。

永磁同步电机转子上装有永磁体，定子铁心上绕有三相电枢绕组。在电动机轴的非负载端装有检测永磁体磁极位置的传感器，实现电子换向。电枢绕组接在可控制的变频电源上，由磁极位置信号控制同步伺服电动机电枢电流的相位，保证转子磁场方向与电枢电流矢量在空间正交。电枢绕组空间的磁场是由转子上的永磁体产生的，转子上没有励磁绕组，也不需要引入励磁电流，电动机内部的发热只取决于电枢电流，定子铁心直接裸露于外界空间，保证了散热条件。同时，永磁体产生的恒定磁场总与可控制的定子电流正交，电磁转矩和定子电流具有线性关系，这一点与直流伺服电动机相同。，因此电枢与磁在进行异步电动机的数学模型变换时，定子三相绕组和转子三相绕组都得变换到等效的两相绕组上去。等效的两相模型之所以相对简单，主要是由于两轴互相垂直，它们之间没有互感的耦合关系极间有相对运动，电枢切割磁场，从而在电枢中产生感应电动势，并产生电流。此涡流是交变串级调速：对于绕线转子异步电动机，可通过在转子回路中串入附加电阻来改变转差率，实现调速，这种调速方法，因串入附加电阻而增加的转差功率以发热的形式消耗在附加电阻上，因此属于转差功率消耗型调速方法。如果在转子回路中串入附加电动势，同样

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也可以改变转差率而实现调速，这种方法称为串级调速。这种调速方法，因串入附加电动势而增加的转差功率回馈给电网或者回馈到电动机轴上，因此属于转差功率回馈型调速方法。串级调速的方法使系统获得较高的运行效率，曾经得到广泛应用。的，并产生一个幅向脉动的电枢反应磁场，它与主磁通的合成产生电磁力。此电磁力所形成的电磁转矩将驱使磁极跟着电枢同方向运动，这样磁极就带着生产机械一同旋转。主动轴的转速n1由异步电动机而定，由于异步电动机的固有机械特性较硬，所以认为n1为恒值。而从动轴的转速n的大小取决于磁极与电枢耦合力的大小，亦即取决于励磁电流的大小，当然也与从动轴的负载大小有关。对恒定负载，励磁电流越大，则从动轴的转速越高；而在恒定励磁电流下，负载越大，则从动轴的转速越低。所以调节励磁电流就可改变从动轴的转速。

但从动轴的转速始终低于n1，因为若没有n1-n这个转速差，那么电枢中就不可能产生涡流，也就没有电磁转矩了。同样，当磁极中不通励磁电流时，磁极也就不会转动，这相当于接在从动轴上的工作机械与主动轴“分离”；而一旦通上电流，磁极就会转动，相当于工作机械与主动轴“接合”，从而起到离合器的作用。因为这种“分离”与“接合”都是靠电磁作用产生的，故称为“电磁转差离合器”。将它与异步电动机合起来可称为转差电动机。必

① 在脱机（离线）方式下创建用户程序，修改和编辑原有的用户程序。在脱机方式时，计算机与PLC断开连接，此时能完成本章的众所周知，功率的重量大。所以在很多场合自内燃机（柴油机或汽油机）出现后，蒸气式机械调速传动便被内燃机机械调速传动代替，然而它的效率仍然较低，不过由于单位输出功率的重量小，机械体积小，所以目前在调速范围：高转速与低转速之比；

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2）调速的平滑性：在调速范围内，以相邻两挡转速的差值为标志，差值越小越平滑；

3）调速的工作特性：工作特性又有两个要改变电动机的磁极对数，可以在定子铁心槽内嵌放两套不同极数的三相绕组，从制造的角度看，这种方法很不经济。也可以利用改变定子绕组的接法来改变磁极对数，这种电动机称为多速电动机。多速电动机均采用笼型转子，因为这时转子的极数能自动地与定子极数相适应。多速电动机变极后，前后的极数比为整数，称为倍极比，如4极变8极，2极变4极等，否则就称为非倍极比，如4极变6极。一般对倍极比变极，变极后绕组的相序将发生变化，为了使电动机的转向不变，则在绕组改接时，应把接到电动机的3根电源线任意对调两根。对于非倍极比变极，绕组的相序可能变也可能不变，若相序改变，也应按倍极比的情况处理。

变极调速因为转速几乎是成倍地变化的，因此调速的平滑性差。但它在每个转速等级运转时，和通常的异步电动机一样，具有较硬的机械特性，稳定性较好，所以对于不需要无级方面，静态特性和动态特性。静态特性主要是调速后机械特性的硬度。对于绝大多数负载来说，机械特性越硬，则负载变化时，速度变化越小，工作越稳定。所以希望机械特性越硬越好。动态特性即暂态过程中的特性，主要指标有两个方面：升速（包括起动）和降速（包括制动）过程是否快捷而平稳；当负载突然增、减或电压突然变化时，系统的转速能否迅速地恢复到原值。

4）调速的经济性：主要从设备投资、调速后的运行效率和调速系统的故障率3个方面进行考虑。不便于使用电源的地方（如汽车、船舶上），仍采用内燃机调速传动。

自从电出现以后，因其输送容易、使用方便、维修简单、效率高，所以电动调速传动得到迅速发展。一开始是直流电动机调速传动，但由于直流电动机维修较难，且容量受限，所以交流电动机调速传动又得到了很快的发展。可是在很长一段时间内，交流电动机调速性能远不如直流电动机调速性能好，故直流电动机调速传动在调速性能要求很高的地方仍被采用。

近十多年来，由于电力电子器件与微电子、单片机及脉宽调制（PWM）控制技术的迅猛发展，出现了交流电动机变频调速传动，其效率较高、操作方便，而且调速性能可以与直流电动机调速传动性能相媲美，所以交流变频调速传动是目前好的调速传动方式。所有的生产机械、运输机械在传动时都需要调速。首先，机械在起动时，根据不同的要求，需有不同的起动时间，这样就要求有不同的起动速度相配合；其次，机械在停止时，由于转动惯量的不等，所以自由停车时间也各不相同，为了达到人们所需求的停车时间，就必须在停车时采取一些调速措施，以满足对停车时间的要求；第三，机械在运行中，根据不同的情况也要求进行调速，例如，风机、泵类机械为了节能，要根据负载轻重进行调速；机床加工，根据工件精度的不同要求进行调速；运输机械要提高生产率需要进行调速；电梯为提高舒适度也需要进行调速；生产过程为了提高控制要求，必须进行闭环速度控制等。几乎绝大多数机械传动都需要进行调速。基本功能，如编程、编译、调试和系统组态等，但所有的程序和参数都只能存放在计算机的磁盘上。

② 在联机（在线）方式下可以对与计算机建立通信关系的PLC直接进行各种操作，如上载、下载用户程序和组态数据等。