电源频率50赫兹的话，2极电机最高转速时3000转/分，4极电机就只能是1500转/分，假如电源频率提高到400赫兹的话，2极同步电机最高可达到24000转/分，它的规律是n=60f/p。
扩展资料：
永磁同步电机可以将电机整体地安装在轮轴上，形成整体直驱系统，即一个轮轴就是一个驱动单元，省去了一个齿轮箱。永磁同步电机的特点主要有以下几种：
(1)PMSM本身的功率效率高以及功率因数高。
(2)PMSM发热小，因此电机冷却系统结构简单、体积小、噪声小。
(3)系统采用全封闭结构，无传动齿轮磨损、无传动齿轮噪声，免润滑油、免维护。
(4)PMSM允许的过载电流大，可靠性显著提高。
(5)整个传动系统重量轻，簧下重量也比传统的轮轴传动的轻，单位重量的功率大。
(6)由于没有齿轮箱，可对转向架系统随意设计：如柔式转向架、单轴转向架，使列车动力性能大大提高。
永磁同步电机有关特性：
1、电压的调节
自动调节励磁系统可以看成为一个以电压为被调量的负反馈控制系统。无功负荷电流是造成发电机端电压下降的主要原因，当励磁电流不变时，发电机的端电压将随无功电流的增大而降低。
但是为了满足用户对电能质量的要求，发电机的端电压应基本保持不变，实现这一要求的办法是随无功电流的变化调节发电机的励磁电流。
2、无功功率的调节：
发电机与系统并联运行时，可以认为是与无限大容量电源的母线运行，要改变发电机励磁电流，感应电势和定子电流也跟着变化，此时发电机的无功电流也跟着变化。
当发电机与无限大容量系统并联运行时，为了改变发电机的无功功率，必须调节发电机的励磁电流。此时改变的发电机励磁电流并不是通常所说的“调压”，而是只是改变了送入系统的无功功率。
3、无功负荷的分配：
并联运行的发电机根据各自的额定容量，按比例进行无功电流的分配。大容量发电机应负担较多无功负荷，而容量较小的则负提供较少的无功负荷。
为了实现无功负荷能自动分配，可以通过自动高压调节的励磁装置，改变发电机励磁电流维持其端电压不变，还可对发电机电压调节特性的倾斜度进行调整，以实现并联运行发电机无功负荷的合理分配。
参考资料：
优点
（1）PMSM起动牵引力大
（2）PMSM本身的功率效率高以及功率因数高；
（3）PMSM直驱系统控制性能好；
（4）PMSM发热小，因此电机冷却系统结构简单、体积小、噪声小；
（5）PMSM允许的过载电流大，可靠性显著提高；
（6）在高速范围中电机噪声明显降低；
（7）系统传动损耗明显降低，系统发热量小；
（8）系统采用全封闭结构，无传动齿轮磨损、无传动齿轮噪声，免润滑油、免维护；
（9）整个传动系统重量轻，簧下重量也比传统的轮轴传动的轻，单位重量的功率大；
（10）由于电机采用了永磁体，省去了线圈励磁，理论可节能10%以上；
（11）由于没有齿轮箱，可对装向架系统随意设计：如柔式装向架、单轴转向架，使列车动力性能大大提高。永磁同步电动机具有结构简单，体积小、效率高、功率因数高等优点。目前，永磁同步电动机已经在冶金行业（炼铁厂和烧结厂等）、陶瓷行业（球磨机）、橡胶行业（密炼机）、石油行业（抽油机）、纺织行业（倍捻机、细纱机）等行业的中、低压电动机中获得业绩，并逐步积累设计和运行经验。
永磁同步电动机分类
按照永磁体结构分类：表面永磁同步电动机（SPMSM）、内置式永磁同步电动机（IPMSM）。
按照定子绕组感应电势波形分类：正弦波永磁同步电动机、无刷永磁直流电动机。
永磁同步电动机结构
永磁同步电动机（英文名称为permanent mag⁃net synchronous motor，简称PMSM）主要是由转子、端盖及定子等各部件组成。永磁同步电动机的定子结构与普通的感应电动机的结构非常相似，转子结构与异步电动机的最大不同是在转子上放有高质量的永磁体磁极，根据在转子上安放永磁体的位置的不同，永磁同步电动机通常被分为表面式转子结构和内置式转子结构。
永磁体的放置方式对电动机性能影响很大。表面式转子结构—永磁体位于转子铁芯的外表面，这种转子结构简单，但产生的异步转矩很小，仅适合于启动要求不高的场合，很少应用。内置式转子结构—永磁体位于鼠笼导条和转轴之间的铁芯中，启动性能好，目前的绝大多数永磁同步电动机都采用这种结构。
永磁同步电动机工作原理
永磁同步电动机的启动和运行是由定子绕组、转子鼠笼绕组和永磁体这三者产生的磁场的相互作用而形成。电动机静止时，给定子绕组通入三相对称电流，产生定子旋转磁场，定子旋转磁场相对于转子旋转在笼型绕组内产生电流，形成转子旋转磁场，定子旋转磁场与转子旋转磁场相互作用产生的异步转矩使转子由静止开始加速转动。在这个过程中，转子永磁磁场与定子旋转磁场转速不同，会产生交变转矩。当转子加速到速度接近同步转速的时候，转子永磁磁场与定子旋转磁场的转速接近相等，定子旋转磁场速度稍大于转子永磁磁场，它们相互作用产生转矩将转子牵入到同步运行状态。在同步运行状态下，转子绕组内不再产生电流。此时转子上只有永磁体产生磁场，它与定子旋转磁场相互作用，产生驱动转矩。由此可知，永磁同步电动机是靠转子绕组的异步转矩实现启动的。启动完成后，转子绕组不再起作用，由永磁体和定子绕组产生的磁场相互作用产生驱动转矩。
永磁同步电动机工作方式
发电机获得励磁电流的几种方式1、直流发电机供电的励磁方式这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机，这种专用的直流发电机称为直流励磁机，励磁机一般与发电机同轴，发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。这种励磁方式具有励磁电流独立，工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点，是过去几十年间发电机主要励磁方式，具有较成熟的运行经验。缺点是励磁调节速度较慢，维护工作量大，故在10MW以上的机组中很少采用。
2、交流励磁机供电的励磁方式现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。交流励磁机也装在发电机大轴上，它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁，此时，发电机的励磁方式属他励磁方式，又由于采用静止的整流装置，故又称为他励静止励磁，交流副励磁机提供励磁电流。交流副励磁机可以是永磁测量装置机或是具有自励恒压装置的交流发电机。为了提高励磁调节速度，交流励磁机通常采用100——200HZ的中频发电机，而交流副励磁机则采用400——500HZ的中频发电机。这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内，转子只有齿与槽而没有绕组，像个齿轮，因此，它没有电刷，滑环等转动接触部件，具有工作可靠，结构简单，制造工艺方便等优点。缺点是噪音较大，交流电势的谐波分量也较大。
3、无励磁机的励磁方式在励磁方式中不设置专门的励磁机，而从发电机本身取得励磁电源，经整流后再供给发电机本身励磁，称自励式静止励磁。自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流，经整流后供给发电机励磁，这种励磁方式具有结简单，设备少，投资省和维护工作量少等优点。自复励磁方式除设有整流变压外，还设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器。这种互感器的作用是在发生短路时，给发电机提供较大的励磁电流，以弥补整流变压器输出的不足。这种励磁方式具有两种励磁电源，通过整流变压器获得的电压电源和通过串联变压器获得的电流源。 永磁同步电动机分类 永磁同步电动机结构 永磁同步电动机工作原理 永磁同步电动机工作方式 @2019根据磁场的观点可把电动机的运行看成是主磁场（励磁磁场）和电枢磁场相互作用的结果。在直流电动机中，主磁场（电机空载时的空载磁场，电枢两端不接负载，且开路，励磁磁通使然）在空间是静止的，电枢是旋转的。通过换向器和电刷的换向，把电源的直流电流换成交流电流送入电枢导体，以保证在旋转过程中转子在同一空间位置的电枢导体的电流方向不变，使得电枢磁场与主磁场在空间的相对位置不变。它们之间的夹角为90度。异步电动机定子磁场与转子磁场在空间的位置也基本不变，因为负载从空载到满载的变化，转子的功率因数变化不大，且约等于1，故转子电流（转子磁场）与转子电动势基本同相，而转子电动势滞后气隙90度，所以两磁场的夹角接近90度，由此可见，直流电动机和异步电动机运行时，seta角并不随负载而变化。而同步电动机在稳定运行时seta角随负载转矩而变化，负载越大，seta就越大，当seta等于90度时，Tem（电机转矩）最大，可带负载转矩最大，当seta为负时，Tem也为负。在高频（同步转速很高）时启动，由于转子的转速跟不上，seta将在正负角度之间变化，正负转矩相互抵消，没有启动转矩。可见，三相永磁同步电机的定、转子之间的关系很大程度上决定了其运行特性。
为什么说三相永磁同步电动机可以看成是一种只有三个换向片的定、转子反装的直流电动机呢？这就必须了解一下反装式直流电动机的运行原理，在此之前，还必须先了解一下直流电动机的工作原理。
对于直流电动机，由于电刷位于几何中线上，在换向器的换相作用下，是电枢磁场与主磁场始终保持垂直，不因电动机负载不同而有改变，使得电动机在最大电磁转矩状态下运行。如果设想将电动机的磁极装在转子上，电枢绕组装在定子上，换向器也装在定子上，当主磁场与电枢磁场正交时，根据电磁力定律，此时电动机电枢绕组产生最大电磁转矩，要使电枢绕组顺时针方向旋转，但是由于电枢绕组装在定子上不能转动，则由电磁转矩反作用迫使磁极做逆时针方向旋转。当磁极逆时针方向转过90电角度，此时主磁场与电枢磁场方向一致，电动机无法产生电磁转矩，因此转子会停。如果将电刷和磁极同方向以同一转速旋转，当磁极逆时针转过90度时，电刷在换向器上也同时转过90度，使主磁场与电枢磁场保持垂直，这样电动机将始终处于产生最大电磁转矩的状态下，电动机可继续旋转。这就是反装式电动机的工作原理。其电磁过程与传统直流电动机并无本质上的区别。由于使用机械换向器这种反装式直流电动机结构更加复杂，所以实际中不会采用这种反装式的直流电动机。在上述讨论中，要是主磁场与电枢磁场保持垂直必须满足一个条件，即换向片数或转子绕组的线圈数足够多，直流电动机一般都可满足这个条件，如果换向片数或转子绕组的线圈数很少，例如只有三个，那么两个磁场的角度不会保持在90度，而在其附近摆动，如60到120之间。
上述原理对发展三相永磁同步电动机很有指导意义：在反装式直流电动机中，如果电刷与磁极同步旋转，只要两个磁场相对位置保持一定，虽不是相互垂直，电动机也会持续旋转，只不过产生的电磁转矩不是最大而已，甚至两个磁场的位置可在一定的位置内变化，只要变化的电磁转矩能使电动机产生所需的平均电磁转矩即可。三相永磁同步电动机的基本原理就是建立在这种反装式直流电动机的基础上的，由晶体管与转子位置检测器代替换向器和电刷这种机械接触部件，在转子的一定位置导通一定的晶体管，是电枢绕组中的电流产生与转子转速相对应的旋转磁场，保证电枢磁场与主磁场的位置相对稳定。允许在一定范围内变化，从而获得一定的平均电磁转矩而使转子运行。
在三相永磁同步电动机中，大功率晶体管等可理解为无触点的电子开关。如果设想把反装式直流电动机的换向器和电刷去掉，而通过晶体管逆变器将直流电源转换成交流电供给其电枢绕组（直流电动机中是通过换向器把直流电源变为电枢绕组中的交流电的）。其方法为：由转子位置传感器检测转子的实际位置，，并按电枢磁场在空间上超前主磁场一定电角度的要求，控制逆变器中的相应晶体管的导通或截止，使电枢绕组中通过具有与磁场同步变化的交流电。由此产生所需的旋转磁场，使电机按要求的速度旋转。
故对于直流无刷电机的整体控制思想是：根据磁极的不同位置，以恰当的顺序去导通和截止各相出线端所连接的晶体管，保证磁极磁场滞后电枢磁场一定电角度的位置关系，类似于创造产生直流电动机电磁转矩的条件，便可使三相永磁同步电动机产生一定的电磁转矩而稳定运行。定子三相绕组中的电流确实是交变电流，电枢旋转磁场就是由这三相交流电流合成产生的。
为了保证定子三相交变电流产生的电枢磁场与磁极磁场同步旋转，且两者之间一直保持一定的相对位置关系，使电机有一定的平均电磁转矩，由与转子同轴的转子位置传感器按转子的实际位置，产生一组与转速成正比的有一定相序和频率的同步信号。这组信号经过放大及变换后，按运行要求去触发逆变器或变频器中相应的的大功率晶体管将直流电源转换为频率与转速同步的交流电源，对三相永磁同步电动机的电枢绕组供电。
脉幅调制PAM
脉幅调制PAM，全称Pulse Amplitude Modulation脉冲幅度调制，简称调幅（AM），直到20世纪80年代，还是被普遍用于无线电广播（长波、中波、短波）：用要传递的模拟信号去调制一个具有较高的固定频率电波（载波）的振幅，得到可发射的调幅信号。接收端再把收到的信号滤去载波，还原出模拟信号，放大，推动喇叭。由于调幅信号中的干扰难以识别排除，因此，收听到的广播常是带杂音的。
应该说BLDC和PMSM的差别，有时候取决于应用了。 传统的说法是他们的反电动势不同，BLDC接近于方波，PMSM接近于正弦波。
控制上来说BLDC一般使用6节拍的方波驱动，控制方波的相位和倒通时间，PMSM采用FOC。 性能上来说BLDC的输出功率密度会大点，因为BLDC的转矩充分利用了谐波，也因此BLDC的谐波会严重点 。
无刷直流电机的电机本体：定子绕组为集中绕组，永磁转子形成方波磁场；
永磁同步电机的电机本体：定子绕组为分布绕组，永磁转子形成正玄磁场；
无刷直流电机的位置传感器：低分辨率，60度分辨率，霍尔元件，电磁式、光电式；
永磁同步电机的位置传感器：高分辨率，1/256,1/1024，旋转变压器，光码盘；
无刷直流电机：120度方波电流，采用PWM控制；
永磁同步电机：正玄波电流，采用SPWM SVPWM控制。
无刷直流电机：磁钢为方波充磁，控制电压PWM也为方波，电流也为方波。一个电周期有6个空间矢量。控制简单，成本低，一般的MCU就可实现。
永磁同步电机：磁钢为正弦波充磁，反电动势也为正弦波，电流也为正弦波。一般采用矢量控制技术，一个电周期一般最少会有18个矢量（当然越多越好），需要高性能的MCU或DSP才能实现。
直流伺服：这个范围就很广了啊。直流伺服，指直流电机在控制系统的控制下，根据控制指令（转速、位置、角度等）来进行动作，一般用于执行机构。
直流无刷电机(BLDC)：位置传感器，如霍尔等；
永磁同步电机(PMSM)：速度和位置传感器，如旋转变压器、光电编码器等；
反电势波形BLDC ：近似梯形波（理想状态）；
反电势波形PMSM ：正弦波（理想状态 ）；
三相电流波形BLDC ：近似方波或梯形波（理想状态）；
三相电流波形PMSM ：正弦波（理想状态 ）
控制系统BLDC：通常包括位置控制器、速度控制器和电流（转矩）控制器；
控制系统 PMSM：不同控制策略的会有不同的控制系统；
设计的原理与方法BLDC：尽量拓宽反电势波形的宽度（使之近似为梯行波）；
设计的原理与方法PMSM：使反电势接近与正弦波；
永磁同步电机的恒压频比控制方法与交流感应电机的恒压频比控制方法相似，控制电机输入电压的幅值和频率同时变化，从而使电机磁通恒定，恒压频比控制方法可以适应大范围调速系统的要求。 （补充：电动机的感应电动势公式： E=444fN\phi， E 为线圈电动势、 f 为频率 、 S 为环绕出的导体（比如铁芯）横截面积、 N 为匝数、 \Phi 是磁通）, \Phi=BScos\theta优点：(1) 在不反馈电流、电压或位置等物理信号的前提下，仍能达到一定的控制精度，这是此方法的最大优点。(2) 控制算法简单、硬件成本低廉，在通用变频器领域得到了广泛应用。
缺点：（1）由于在控制过程中获得不到电机的运行状态信息，更无法精确控制转速或电磁转矩，系统性能一般，动态响应较差，尤其在给定目标速度发生变化或者负载突变时，容易产生失步和振荡等问题。（2）不能分别控制转矩和励磁电流，在控制过程中容易存在较大的励磁电流，影响电机的效率。
应用：此种控制方法常用于性能需求较低的通用变频器中，如空调、流水线的传送带驱动控制、水泵和风机的节能运行等。
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