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详细剖析永磁同步电机的发展现状
编辑:诸暨和创电机科技有限公司   发布时间:2020-05-13

  永磁同步电机的运转原理与电励磁同步电机相同,但它以永磁体供给的磁通代替后者的励磁绕组励磁,使电机结构更为简略。近年来,永磁资料性能的改善以及电力电子技能的进步,推动了新原理、新结构永磁同步电机的开发,有力地促进了电机产品技能、品种及功用的开展,某些永磁同步电机已形成系列化产品,其容量从小到大,目前已到达兆瓦级,使用规模越来越广;其位置越来越重要,从军工到民用,从特殊到一般迅速扩展,不仅在微特电机中占优势,并且在电力推动体系中也显现出了强大的生命力。

  1、特点

  永磁同步电机采用永磁体励磁,具有电励磁电机无可比拟的长处。

  1)功率高:在转子上嵌入永磁资料后,在正常作业时转子与定子磁场同步运转,转子绕组无感生电流,不存在转子电阻和磁滞损耗,进步了电机功率。

  2)功率因数高:永磁同步电机转子中无感应电流励磁,定子绕组出现阻性负载,电机的功率因数近于1,减小了定子电流,进步了电机的功率。同时功率因数的进步,进步了电网品质因数,减小了输变电线路的损耗,输变电容量也可降低,节省了电网投资。

  3)起动转矩大:在需求大起动转矩的设备(如油田抽油电机)中,能够用较小容量的永磁电机代替较大容量的Y系列电机。假如37 kw永磁同步电机代替45kW~55 kW的Y系列电机,较好地处理了“大马拉小车”的现象,节省了设备投入费用,进步了体系的运转效能。

  4)力能目标好:Y系列电机在60%的负荷下作业时,功率下降15%,功率因数下降30%,力能目标下降40%;而永磁同步电机的功率和功率因数下降甚微,当电机只要20%负荷时,其力能目标仍为满负荷的80%以上。

  5)温升低:转子绕组中不存在电阻损耗,定子绕组中几乎不存在无功电流,因此电机温升低。

  6)体积小,重量轻,耗材少:同容量的永磁同步电机体积、重量、所用资料能够减小30%左右。

  7)可大气隙化,便于构成新式磁路。

  8)电枢反响小,抗过载能力强。

  2、开展现状

  永磁同步电机的开展和永磁资料的开展息息相关。新式永磁资料的出现大大促进了永磁同步电机的开展。二十世纪八十年代钕铁硼稀土永磁资料问世,因为钕资源丰富,以廉价的铁替代贵重的钴,价格相对低价。钕铁硼稀土永磁资料磁性能好,极大地推动了永磁同步电机的开发。

  2.1开展成果

  我国十分重视钕铁硼永磁电机的研讨开发,并排入了国jia“863”攻关方案。通过多年的研讨开发,取得了丰硕成果,开发了5种类型22个典型标准的高性能永磁同步电机样机。

  1)3种典型标准的高效、高起动转矩永磁同步电动机样机,成功地处理了起动转矩高、节能效果好、高温不退磁和成本合理这4项互相制约的对立。我国开发的用于油田抽油机的37 kW稀土永磁同步电机与感应电动机的性能比较。我国新近开发的用于风机、泵类作业中功率为1120 kW的稀土永磁同步电动机与感应电动机和电励磁同步电动机的性能对比。

  2)化纤机械用高效高牵入同步钕铁硼永磁同步电动机(6个标准)。与现有电机比较,所:开发电机的功率因数、功率和较大转矩倍数都有不同程度的进步,失步转矩是原有的3.59倍,牵^转矩进步了3倍。

  3)机床主轴用7.5 kW高恒功率调速比钕铁硼永磁同步电动机和驱动体系。开发的永磁同步电动机调速体系的调速规模为0.4 r/r a in~9 000 r/min(国内同标准的主轴感应电动机的调速规模仅为8 r/min~8 000 r/r e_in),恒功率调速比到达1:6。

  4)电动汽车用永磁同步电动机和驱动体系。开发的7.5 kW轻微型电动客车用永磁同步电动机体系,电机重量为45 kg,磁体用量为0.92 kg,额外转速为3 000 r/m in,较高转速5 500 r/m in。样机体系全体额外功率达89.1%,1 h继续转矩密度为0.74 N·m/kg(风冷),15 m in继续转矩密度为1.123 N·m/kg(日本A ISIM AW样机1 h继续转矩密度为0.78 N·m/kg)(油冷),15 min继续转矩密度为1.178 N·m/kg。

  5)高起动能力钕铁硼永磁起动机电机(4个标准样机)。所开发的电机把本来永磁磁极的一部分换为廉价的软铁辅佐磁极,节省钕铁硼永磁资料约30%。