较差，在用普通商用电源供电时，常利用启动绕组异步启动再牵入同步运行。
同步电动机作为工业驱动的优点是运行功率可调，在电动机稳态运行时速度恒定同步转速。
随着电力半导体变流技术的发展，同步电动机的应用日益广泛，尤其是在小容量的伺服系统和大容量的场合，控制性能明显优于异步电动机。
同步电动机的定子为对称的多相绕组，转子上有直流励磁绕组。
亦可以采用反装式，即励磁绕组安装在定子上，转子上安装三相电枢绕组，三相绕组通过滑环和外部电路连接。
当励磁是由永久磁铁提供，即为永磁同步电动机。
它没有滑环和电刷。
反应式同步电动机是种无刷电动机，利用电动机的气隙磁阻不对称产生转矩。
无论是有励磁绕组的同步电动机还是永磁同步电动机，均可在功率因素为的状态下运行，从而使电动机的电流值为最小，在同样的轴功率下变频器的容量为最小。
同步电动机也可以在领先的功率因数下运行，使用晶闸管变流装置时可实现变频器的负载换流。
另方面，反应式同步电动机总是在落后功率因数下运行。
永磁同步电动机和反应式同步电动机主要用于小功率驱动。
隐极式同步电动机隐极式同步电动机的转子为圆柱形，定子铁心和转子铁心之间的气隙均匀，定子绕组和转子绕组分别嵌入在定子转子铁心上。
定子铁心用硅钢片叠制而成，转子为实心结构。
定子绕组通常为三相分布短距绕组，以改进气隙磁场的分布和电势波形。
转子绕组为单相同心式绕组，通以直流电产生磁场。
当定子中通过对称三相交流电时，在气隙中产生空间上正弦分布的旋转磁场，并以同步转速旋转。
如果转子亦以同步转速旋转，定子转子的磁场是相对静止的。
但是，如果定子转子的磁场轴线不在条直线上，则要产生转矩，该转矩企图使两个磁场的轴线重合。
隐极式同步电动机没有启动转矩，主要用于蒸汽发电机。
作为电动机使用时，在转子上安装启动绕组，使得启动时电机工作在异步电动机方式，当转速接近同步转速时牵入同步运行。
凸极式同步电动机凸极式同步电动机的转子为凸极结构，转子绕组为集中式绕组，在转子绕组中通以直流电产生磁场。
凸极式同步电动机的定子和隐极式同步电动机相同，为普通三相分布式绕组。
当定子中通以三相对称电流时，定子转子绕组磁场的相互作用产生转矩。
凸极式同步电动机的定子转子铁心之间的气隙是不均匀的，在磁极中心线处气隙的长度最短，在两个磁极之间的气隙长度最长。
由于气隙长度的变化，定子磁动势在轴产生的气隙磁通密度大于轴的气隙磁通密度。
直流励磁电流通过滑环和电刷馈入励磁绕组，也可以采用无刷励磁机进行励磁。
在转子磁极表面安装有阻尼绕组，阻尼绕组在启动时作为异步电动机的笼型转子产生启动转矩，在动态过程可以抑制振荡。
永磁同步电动机永磁同步电动机的转子励磁由永久磁铁提供。
永磁同步电动机的气隙长度在物理上是均匀的，但是由于永磁材料的磁阻和铁磁材料的磁阻不样，气隙磁阻的分布并不均匀。
通常轴即磁极轴线的磁阻轴相邻两个磁极的中性线的磁阻大。
而普通凸极同步电动机的情况相反。
反应式同步电动机反应式同步电动机的转子即没有励磁绕组，也没有永久磁铁，而是个凸极式转子。
它的定子是普通的三相对称绕组，当定子通以三相对称电流时，将在电动机中产生旋转磁场。
转子的凸极效应企图保持转子的轴线在相对定子磁场最小磁阻的位置，于是转子以同步转速旋转起来。
这种电动机没有启动转矩，需要笼式绕组提供异步启动转矩，当转速接近同步转速时牵入同步，牵入同步以后转子上笼式绕组在稳态运行时不再起作用。
牵入转矩是反应式同步电动机的项总要指标。
对于使用变频电源的反应式同步电动机，从静止状态开始即可以按照同步运行方式加速，直接启动性能已不重要。
从优化设计角度考虑，已没有必要照顾启动特性和牵入同步转矩的要求。
三同步电动机变频调速控制方式简介同步电动机变频调速系统分为它控式变频器供电和自控式变频器供电两种不同方式。
它控式变频器供电的变频调速系统和异步电机变频调速控制方式相似，其运行频率由外界调节，利用同步电机转速与气隙旋转磁场严格同步关系，通过改变变频器的输出频率实现对同步电机的调速，但受负载影响容易产生失步现象。
自控式变频器供电的变频调速系统其输出频率不由外界调节而是直接受同步电动机自身转速的控制。
每当电机转过对磁极，控制变频器的输出电流正好变化周期，电流周期与转子速度始终保持同步，不会出现失步现象。
由于这种自控式同步电机变频调速系统是通过调节电机输入电压进行调速的，其特性类似与直流电动机，但无电刷及换向器，所以习惯上被称之为无换向器电动机。
如果电机又是由永磁同步电机构成并由直流电源通过由关断器件构成的功率电子开关逆变器供电，则称为永磁无刷直流电动机。
四本课题研究内容本课题主要是研究设计极同步电动机及其变频调速。
首先根据给定的功率，功率因数，相数，频率及额定相电压确定同步电动机的主要规格，即容量，额定相电压，额定相电流，同步转速。
其次，进行电枢绕组的选择根据线负荷的范围，确定绕组的每相串联导体数，即根据公式确定每槽导体数，即根据槽满率，确定电枢绕组的线规，即，。
再次，确定电机铁心的长度先确定硅钢片磁密，使硅钢片充分的利用。
根据第二步确定的绕组可以确定每极磁通。
根据每极磁通及气隙磁密，可确定铁心的长度最量变换控制及硬件控制电路同步电动机矢量变换控制的基本思想在异步电机的矢量变换控制中，我们选择转子全磁通矢量作为同步速旋转的磁场定向坐标系坐标系的轴。
通过坐标变换，将三相定子电流分解为与转子磁通同方向的等效励磁电流及与转子磁通方向垂直的等效转矩电流。
由于此两者相互正交，解除了彼此间的耦合关系在同步速的坐标系中它们是组直流标量，故完全可以像直流电动机那样实现对磁场和转矩的分别控制，获得良好的调速特性。
第三章同步电动机变频调速控制这样种控制思想完全可以应用到同步电动机转矩的瞬时控制中。
图所示为转场式隐极式同步电动机的空间矢量图。
图其中电流矢量应看做为与相应磁势等效的空间矢量。
图中转子磁场电流矢量建立了转子磁场磁通矢量，电枢电流矢量建立了电枢反应磁通矢量。
磁化电流矢量则为电枢电流矢量和磁场电流矢量的合成矢量，而气隙有效磁通矢量则为电枢反应磁通矢量与磁场磁通矢量的合成矢量。
与之间也有着相应的关系。
在同步电机的矢量变换控制中，选择气隙有效磁通矢量作为磁场定向坐标系轴的方向，逆时针领先度电角度的方向为轴方向，因此电枢电流矢量可以分解出相应的等效励磁电流分量和等效转矩电流分量。
如果控制合成的磁化电流使有效磁通保持恒定，那么同步电动机所产生的转矩就直接和电枢电流中的等效转矩分量成正比。
由于与相互垂直，调节中相互不影响，在同步速旋转的坐标系中又都是些直流量，因此可以和直流电机样灵活的进行转矩的控制和调整，这就是同步电动机矢量变换控制的基本思想。
同步电动机矢量变换控制系统硬件图整个控制系统的主控制指令来自速度给定信号。
速度给定值与实测第三章同步电动机变频调速控制的转子速度相比较，其误差信号控制速度调节器，使其输出为保持速度给定所需的转矩给定值。
图系统硬件图通过除以有效磁通的运算，得到电枢的等效转矩电流给定值。
与此同时，根据实际转速的大小，按基频下恒磁通恒转矩，基频以上弱磁通恒功率的调节规律，由函数发生器给出有效磁通给定值。
磁通调节器根据有效磁通给定值与由磁通运算器算出的实际有效磁通的误差信号进行调节，输出保持有效磁通给定值所需的磁化电流给定值。
磁极位置运算器根据转子位置检测器检测到的磁极位置，计算并输出转子磁极相对定子绕组的空间位置角度供坐标转换使用。
电流给定值运算器如图所示图电流给定值运算器第三章同步电动机变频调速控制产生有效磁通的合成磁化电流磁场电流以及电枢电流的等效励磁电流分量之间的关系为因而为维持有效磁通恒定，电枢电流的等效励磁电流分量给定值应为此外，速度给定通过速度调节器以及除以有效磁通的运算，可以得到电枢电流的等效转矩电流分量给定值。
这样，通过矢量的旋转变换以及变换，就可以获得三相电枢电流的给定值，其运算过程为以及而供给磁场绕组的电流可以写成由于为电枢电流中产生有效磁通的等效励磁电流分量，故是个无功电流。
如果需要保持同步电动机的功率因数为，则应使该项电流为零，此时磁场绕组电流的给定值应为图示给出了磁通运算器的运算框图图磁通运算器的运算框图图中实测的电枢电流经过变换，变换称坐标系中的二相分量。
即再经过矢量旋转变换，变换成转子第三章同步电动机变频调速控制坐标系中的分量和式中是来自磁极位置运算器的输出。
从坐标系中的电枢电流分量以及磁场电流，可以计算出轴的有效磁通分量。
如果不考虑磁路的非线性，则与称正比，与成正比，即有图中变换器的运算功能式中分别为与磁路工作点有关的轴比例系数。
计算出的经过坐标旋转变换，可以得到静止坐标系中的有效磁通分量。
故的运算功能为为了求得有效磁通的大小及相对轴的空间位置角可采用变换，即为了计算出电枢电流中的等效励磁电流分量，还需要求出功率角，这可以通过矢量旋转变换来实现。
因为，则第四章电机设计的基本理论第四章电机设计的基本理论电机设计过程和内容准备阶段首先是熟悉国家标准，收集相近电机的产品样本或样机和技术资料包括试验数据，并听取生产和使用单位的意见与要求然后在国家标准有关规定及分析相应资料的基础上，编制技术任务书或技术建议书。
电磁设计本阶段的任务是根据技术条件或技术任务书技术建议书的规定，参照生产实践经验，通过计算和方案比较，来确定与所设计电机电磁性能有关的尺寸和数据，选定有关材料，并核算其电磁性能。
结构设计结构设计的任务是确定电机的机械结构零部件尺寸加工要求与材料的规格及性能要求，包括必要的机械计算及通风和温升计算。
通常，首先根据技术条件或技术任务书技术建议书中规定的防护型式安装方式与冷却方式，再考虑电磁计算中所选负荷的高低，来选取合适的通风冷却系统然后安排产品的总体结构，绘制总装配草图。
然后分别绘制部件的分装配图和零件图，并对
毕业论文：50KW-4极变频调速同步电动机的电磁设计方案及控制系统的设计
