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永磁同步電機(jī)的綜合效益
2019/08/12 10:09
本文從永磁同步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)出發(fā),結(jié)合實(shí)際運(yùn)用來(lái)闡述永磁同步電動(dòng)機(jī)的綜合效益。
永磁同步電動(dòng)機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子組成,定子與異步電動(dòng)機(jī)相同,由三相繞組和定子鐵心組成。轉(zhuǎn)子上安裝有預(yù)先磁化(充磁)過(guò)的永磁體,不需要外加能量就能在其周圍空間建立磁場(chǎng),既簡(jiǎn)化電機(jī)結(jié)構(gòu),又節(jié)約能量。
由于轉(zhuǎn)子采用永磁體制成,因此磁通密度高,不需要?jiǎng)?lì)磁電流,消除了勵(lì)磁損耗。與異步電機(jī)相比,減少了定子邊繞組的勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)子邊的銅、鐵損耗,大幅度減少了無(wú)功電流,由于定、轉(zhuǎn)子磁勢(shì)同步,轉(zhuǎn)子鐵心無(wú)基波鐵耗,因此效率(關(guān)系有功電能)和功率因素(關(guān)系無(wú)功電能)都比異步電動(dòng)機(jī)高。永磁同步電動(dòng)機(jī)一般設(shè)計(jì)即使在輕載運(yùn)行時(shí)功率因素和效率也較高。
上圖為某臺(tái)永磁同步電動(dòng)機(jī)與同規(guī)格異步電動(dòng)機(jī)效率和功率因素的比較曲線。從電機(jī)的負(fù)載變化看, 稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)可以在25%~120% 額定功率的范圍內(nèi)保持高功率因數(shù)和高效率狀態(tài)運(yùn)行,而一般三相異步電動(dòng)機(jī)通常只能在60%~100% 額定功率保持。
永磁同步電動(dòng)機(jī)具有較硬的機(jī)械特性,對(duì)于因負(fù)載變化引起的電機(jī)轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)具有較強(qiáng)的承受能力。永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心可做成鏤空結(jié)構(gòu)以減少轉(zhuǎn)子慣量,而且啟、制動(dòng)時(shí)間都比異步電動(dòng)機(jī)快很多,高轉(zhuǎn)矩/慣量比使得永磁同步電動(dòng)機(jī)比異步電動(dòng)機(jī)更適合在快速響應(yīng)的條件下運(yùn)行。
永磁同步電動(dòng)機(jī)的尺寸較異步電動(dòng)機(jī)大幅減小,重量也相對(duì)減輕。同樣散熱條件和絕緣材料的永磁同步電動(dòng)機(jī)比三相異步電動(dòng)機(jī)功率密度大2倍以上。
轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化,便于維護(hù),提高了運(yùn)行的穩(wěn)定性。
永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子組件結(jié)構(gòu)
三相異步電動(dòng)機(jī)由于要設(shè)計(jì)較高的功率因素,就必需把定轉(zhuǎn)子間的氣隙做的很小,同時(shí)氣隙的均勻性對(duì)電機(jī)的安全運(yùn)行和振動(dòng)噪聲也至關(guān)重要,對(duì)此異步電動(dòng)機(jī)對(duì)零部件的形位公差和裝配同心度的要求就相對(duì)嚴(yán)格,對(duì)軸承游隙選擇的自由度也比較少,較大機(jī)座的異步電機(jī)通常使用油浴潤(rùn)滑方式的軸承,必需在規(guī)定的工作時(shí)間內(nèi)加注潤(rùn)滑油,油腔漏油或加注不及時(shí)都會(huì)加速軸承失效,在三相異步電動(dòng)機(jī)維修中,軸承的維護(hù)占了很大的比例。另外由于三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子有感應(yīng)電流的存在,軸承的電腐蝕問(wèn)題也在近幾年被很多研究者所關(guān)注。
永磁同步電動(dòng)機(jī)則不存在此類問(wèn)題。永磁同步電動(dòng)機(jī)由于氣隙較大,以上異步電動(dòng)機(jī)氣隙小而引起的相關(guān)問(wèn)題在同步電動(dòng)機(jī)上表現(xiàn)的并不明顯,同時(shí)永磁同步電動(dòng)機(jī)的軸承采用帶防塵蓋的脂潤(rùn)滑軸承,軸承在出廠時(shí)已封入了適量的優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑脂,可終生免維護(hù)。
本文從永磁同步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)出發(fā),結(jié)合實(shí)際運(yùn)用來(lái)闡述永磁同步電動(dòng)機(jī)的綜合效益。
永磁同步電動(dòng)機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子組成,定子與異步電動(dòng)機(jī)相同,由三相繞組和定子鐵心組成。轉(zhuǎn)子上安裝有預(yù)先磁化(充磁)過(guò)的永磁體,不需要外加能量就能在其周圍空間建立磁場(chǎng),既簡(jiǎn)化電機(jī)結(jié)構(gòu),又節(jié)約能量。
由于轉(zhuǎn)子采用永磁體制成,因此磁通密度高,不需要?jiǎng)?lì)磁電流,消除了勵(lì)磁損耗。與異步電機(jī)相比,減少了定子邊繞組的勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)子邊的銅、鐵損耗,大幅度減少了無(wú)功電流,由于定、轉(zhuǎn)子磁勢(shì)同步,轉(zhuǎn)子鐵心無(wú)基波鐵耗,因此效率(關(guān)系有功電能)和功率因素(關(guān)系無(wú)功電能)都比異步電動(dòng)機(jī)高。永磁同步電動(dòng)機(jī)一般設(shè)計(jì)即使在輕載運(yùn)行時(shí)功率因素和效率也較高。
上圖為某臺(tái)永磁同步電動(dòng)機(jī)與同規(guī)格異步電動(dòng)機(jī)效率和功率因素的比較曲線。從電機(jī)的負(fù)載變化看, 稀土永磁同步電動(dòng)機(jī)可以在25%~120% 額定功率的范圍內(nèi)保持高功率因數(shù)和高效率狀態(tài)運(yùn)行,而一般三相異步電動(dòng)機(jī)通常只能在60%~100% 額定功率保持。
永磁同步電動(dòng)機(jī)具有較硬的機(jī)械特性,對(duì)于因負(fù)載變化引起的電機(jī)轉(zhuǎn)矩?cái)_動(dòng)具有較強(qiáng)的承受能力。永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子鐵心可做成鏤空結(jié)構(gòu)以減少轉(zhuǎn)子慣量,而且啟、制動(dòng)時(shí)間都比異步電動(dòng)機(jī)快很多,高轉(zhuǎn)矩/慣量比使得永磁同步電動(dòng)機(jī)比異步電動(dòng)機(jī)更適合在快速響應(yīng)的條件下運(yùn)行。
永磁同步電動(dòng)機(jī)的尺寸較異步電動(dòng)機(jī)大幅減小,重量也相對(duì)減輕。同樣散熱條件和絕緣材料的永磁同步電動(dòng)機(jī)比三相異步電動(dòng)機(jī)功率密度大2倍以上。
轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化,便于維護(hù),提高了運(yùn)行的穩(wěn)定性。
永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子組件結(jié)構(gòu)
三相異步電動(dòng)機(jī)由于要設(shè)計(jì)較高的功率因素,就必需把定轉(zhuǎn)子間的氣隙做的很小,同時(shí)氣隙的均勻性對(duì)電機(jī)的安全運(yùn)行和振動(dòng)噪聲也至關(guān)重要,對(duì)此異步電動(dòng)機(jī)對(duì)零部件的形位公差和裝配同心度的要求就相對(duì)嚴(yán)格,對(duì)軸承游隙選擇的自由度也比較少,較大機(jī)座的異步電機(jī)通常使用油浴潤(rùn)滑方式的軸承,必需在規(guī)定的工作時(shí)間內(nèi)加注潤(rùn)滑油,油腔漏油或加注不及時(shí)都會(huì)加速軸承失效,在三相異步電動(dòng)機(jī)維修中,軸承的維護(hù)占了很大的比例。另外由于三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子有感應(yīng)電流的存在,軸承的電腐蝕問(wèn)題也在近幾年被很多研究者所關(guān)注。
永磁同步電動(dòng)機(jī)則不存在此類問(wèn)題。永磁同步電動(dòng)機(jī)由于氣隙較大,以上異步電動(dòng)機(jī)氣隙小而引起的相關(guān)問(wèn)題在同步電動(dòng)機(jī)上表現(xiàn)的并不明顯,同時(shí)永磁同步電動(dòng)機(jī)的軸承采用帶防塵蓋的脂潤(rùn)滑軸承,軸承在出廠時(shí)已封入了適量的優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑脂,可終生免維護(hù)。