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永磁同步电机原理及其应用

时期:2021-03-12 10:48 点击数:


  一、发展永磁同步电机意思;
我国电念头保有量大,消耗电能大,设备老化,效力较低。永磁电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。 电机在电路中是用字母M表示,它的主要作用是产生驱动转矩,作为用电器或各种机械的动力源,发电机在电路中用字母G表示,它的主要作用是利用机械能转化为电能。
永磁同步电念头(PMSM)存在体积小、效力高、功率因数高、起能源矩大、力能指标好、温升低等特点。

  二、永磁同步电机基本原理、
电机是以磁场为媒介进行机械能跟电能彼此转换的电磁装置。
为在电机内树破进行机电能量转换所必须的气隙磁场,可有两种方法:一种是在电机绕组内通以电流来产生磁场,如个别的直流电机,同步电机跟异步电机等;另一种是由永磁体来产生磁场,即永磁同步电机。
从基本原理来讲:永磁同步电机与传统电励磁同步电机是一样的,其唯一差别为传统的电励磁同步电机是通过在励磁绕组中通入电流来产生磁场的,而永磁同步电机是通过永磁体来树破磁场的。

  三、永磁同步电机比较异步电机的上风;
1、效力高、更加省电:

  A、因为永磁同步电机的磁场是由永磁体产生的,从而避免通过励磁电流来产生磁场而导致的励磁损耗(铜耗);

  B、永磁同步电机的外特点效力曲线比较异步电机,其在轻载时效力值要高很多,这是永磁同步电机在节能方面,比较异步电机最大的一个上风。因为通常电机在驱动负载时,很少情况是在满功率运行,这是因为:一方面用户在电机选型时,个别是依据负载的极限工况来判断电机功率,而极限工况呈现的机会是很少的,同时,为避免在异样工况时烧损电机,用户也会进一步给电机的功率留裕量;另一方面,设计者在设计电机时,为保障电机的坚固性,通常会在用户请求的功率基本上,进一步留一定的功率裕量,这样导致在实际运行的电机90%以上是工作在额定功率的70%以下,特别是在驱动风机或泵类负载,这样就导致电机通常工作在轻载区。对异步电机来讲,其在轻载时效力很低,而永磁同步电机在轻载区,仍能坚持较高的效力,其效力要高于异步电机20%以上。

  C、因为永磁同步电机功率因数高,这样比较异步电机其电机电流更小,相应地电机的定子铜耗更小,效力也更高。

  D、体系效力高:永磁电机参数,特别是功率因数,不受电机极数的影响,因此便于设计成多极电机(如可能100极以上),这样对传统须要通过减速箱来驱动负载电机,可能做成直接用永磁同步电机驱动的直驱体系,从而省去了减速箱,进步了传动效力。
2、功率因数高:
因为永磁同步电机在设计时,其功率因数可能调节,甚至可能设计胜利率因数即是1,且与电机极数无关。而异步电机随着极数的增加,因为异步电机自身的励磁特点,必定导致功率因数越来越低,如极数为8极电机,其功率因数通常为0.85左右,极数越多,相应功率因数越低。即便是功率因数最高的2极电机,其功率因数也难以达到0.95。电机的功率因数高有以下多少个利益:

  A、功率因数高,电机电流小,电机定子铜耗降落,更节能;

  B、功率因数高,电机配套的电源,如逆变器,变压器等,容量可能更低,同时其余帮助配套设施如开关,电缆等规格可能更小,相应体系本钱更低。永磁电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。 电机在电路中是用字母M表示,它的主要作用是产生驱动转矩,作为用电器或各种机械的动力源,发电机在电路中用字母G表示,它的主要作用是利用机械能转化为电能。

  C、因为永磁同步电机功率因数高低不受电机极数的限度,在电机配套体系容许的情况下,可能将电机的极数设计的更高,相应电机的体积可能做得更小,电机的直接资料本钱更低。
3、电机结构简单机动:

  A、因为异步电机转子上须要装置导条、端环或转子绕组,大大限度了异步电机结构的机动性,而永磁同步电机转子结构设计更为机动,如对铁路牵引电机,可能将电机转子的磁钢可直接装置在机车轮对的转轴上,从而省去了减速齿轮箱,结构大为简化;又如永磁风力发电机,电机做成外转子直驱结构,电机的转子与叶轮做成一个整体,随叶轮一起转动,而定子固定在支撑塔上。

  B、因为永磁同步防爆电念头参数不受电机极数的限度,便于实现电机直接驱动负载,省去噪音大,故障率高的减速箱,增加了机械传动体系设计的机动性
4、坚固性高:
从电机本体来对比,永磁同步防爆电念头与异步电机的坚固性相称,但因为永磁同步电机结构的机动性,便于实现直接驱动负载,省去坚固性不高的减速箱;在某些负载前提下甚至可能将电机设计在其驱动装置的内部,如风力发电直驱装置,石油钻机的绞车驱动装置,从而可能省去传统电机故障率高的轴承:大大进步了传动体系的坚固性。
5、体积小,功率密度大:
永磁同步防爆电念头体积小,功率密度大的上风,集中体当初驱动低速大扭矩的负载时,一个是电机的极数的增多,电机体积可能缩小。还有就是:电机效力的增高,相应地损耗降落,电机温升减小,则在采取雷同绝缘等级的情况下,电机的体积可能设计的更小;电机结构的机动性,可能省去电机内很多无效局部,如绕组端部,转子端环等,相应体积可能更小。
6、起能源矩大、噪音小、温升低:

  A、永磁同步电机在低频的时候仍能坚持良好的工作状况,低频时的输出力矩较异步电机大,运行时的噪音小;

  B、转子无电阻损耗,定子绕组多少乎不存在无功电流,因此电机温升低,同体积、同分量的永磁电机功率可进步30%左右;同功率容量的永磁电机体积、分量、所用资料可减少30%。

  四、永磁同步电机利用前景;
基于永磁同步电机上述众多上风,特别在目前国度‘节能减排’的大背景下,其利用前景极为辽阔。永磁同步电机把电能转换成机械能的一种设备,将电能转变为机械能。它主要包括一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子。利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩。随着永磁体及永磁同步电机把持技巧的日益成熟坚固,其利用范畴基本上可能笼罩目前利用电机所有范畴。
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