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浅谈永磁同步电机的优点与缺点

时间:2020-05-28 17:12 点击次数:
 
永磁同步电机的工作原理与电励磁同步电动机的工作原理相同,但是用永磁体提供的磁通量代替了后者的励磁绕组励磁,这使得电动机的结构更简单。 
近年来,永磁材料性能的提高和电力电子技术的进步促进了永磁同步电机新原理和新结构的发展,有效地促进了电机产品技术的发展,品种和功能。

一些永磁同步电机
已经形成了一系列产品,其容量从小到大,已经达到了兆瓦级,应用范围越来越广;从军事到民用,从特殊到一般的快速扩展,它的地位变得越来越重要,不仅在微型电动机中具有优势,而且在电力推进系统中也显示出强大的生命力。    
万邦永磁同步电机图片
 1。优点  
永磁同步电机采用永磁励磁,具有电励磁电动机无与伦比的优势。  
 1效率高:采用永磁材料后内置于转子中,转子和定子磁场在正常运行期间同步运行,转子绕组没有感应电流,并且没有转子电阻和磁滞损耗,从而提高了电动机的效率。  
 2高功率因数:永磁同步电机的转子中没有感应电流激励,并且定子绕组呈现出电阻性负载。电动机的功率因数接近于1,这减少了定子电流并提高了电动机的效率。 
同时,功率因数的提高提高了电网的品质因数,减少了输变电线路的损耗,还可以减少输变电容量,节省了电网投资。 n  
 3大起动转矩:在需要大起动转矩的设备中,例如油田抽油机,可以使用容量较小的永磁电动机代替容量较大的Y系列电动机。 
如果用37kw永磁同步电机代替45kW〜55kW Y系列电动机,可以更好地解决马车大的现象,可以节省设备投资成本,可以提高系统的运行效率。  
 4良好的动力性能指标:Y系列电动机在60%的负载下工作时,效率下降15%,功率因数下降30%,功率性能指标下降增加40%;而永磁同步电机的效率和功率因数下降很少。 
当电动机只有20%的负载时,其功率指标仍超过满负载的80%。  
 5低温上升:转子绕组中没有电阻损耗,并且定子绕组中几乎没有无功电流,因此电动机的温升较低。  
 6体积小,重量轻且耗材少:体积,重量和材料少相同容量的永磁同步电机的数量可减少约30%。  
 7电枢响应小,抗过载能力强。 
# ##我国高度重视钕铁硼永磁电动机的研究与开发,已被列入国家863研究计划。 
经过多年的研究和开发,取得了丰硕的成果,已开发出5种类型的22种高性能永磁同步电机原型。  
 
典型规格高效,高启动转矩的永磁同步电机样机,成功解决了高启动转矩,节能效果好,高温不消磁,成本合理的四项问题。
限制的矛盾。表1显示了中国为油田抽油机开发的37 kW稀土永磁同步电机和感应电动机的性能比较。 
与现有电动机相比,已开发电动机的功率因数,效率和最大转矩倍数均有不同程度的提高。失步扭矩是原始扭矩的3.59倍,拉扭矩增加了3倍。   
开发的永磁同步电机调速系统的速度范围为0.4r / rain〜9000r / min。相同规格的家用主轴感应电动机的转速范围仅为8r / min〜8000 r / re e_in,恒功率调速比率达到1:6。  
万邦永磁同步电机图片展示
 
 2.2存在的问题  
#在开发高性能永磁同步电机的过程中,在达到上述结果的同时,还遇到了一些问题,需要进一步研究和解决。   
 1不可逆的退磁问题。 
如果设计或使用不当,当NdFeB永磁体的温度过高或铁氧体永磁体的温度过低时,可能会在冲击电流引起的电枢反应的作用下生成永磁体同步电动机,或者当机械振动剧烈时
不可逆的退磁或磁化损失会降低电动机的性能,甚至无法使用。  
因此,有必要进行研究和开发适用于电动机制造商的方法和设备,用于检查永磁材料的热稳定性,并分析各种结构类型的抗退磁能力,以便采取适当措施以确保电磁同步电动机不会失去磁性。   
 2费用问题。 
由于铁氧体永磁同步电机的结构
工艺简单,质量降低,总成本一般低于电励磁电动机,因此已被广泛使用。 
因为目前稀土永磁体的价格仍然相对昂贵,所以稀土永磁电动机的成本通常高于电励磁电动机,这需要通过其高性能和节省的运行成本来弥补。 
在设计中,应根据特定的使用场合和要求选择性能和价格比较,并且必须进行结构工艺创新和设计优化以降低成本。 
# ## 3控制问题。 
永磁同步电机不需要外部能量来维持其磁场,但是这也使得从外部调整和控制磁场变得极为困难。 
但是,随着功率电子设备和MOSFET和IGBT等控制技术的发展,大多数永磁同步电机只能用于电枢控制,而在应用中却没有磁场控制。设计需要结合永磁材料,电力电子设备和微机控制这三种新技术,使永磁同步电机在全新的工作条件下运行。 
 
另外,以永磁同步电机为执行器的永磁同步电机,因为永磁同步电机本身是具有一定非线性,强耦合和时变的系统,其伺服对象也具有强烈的不确定性和非线性,并且系统在运行期间容易受到不同程度的干扰。因此,先进的控制策略和先进的控制系统实现方法(例如基于DSP的控制)被用于提高系统智能和数字化的整体水平。这应该是当前发展高的高性能永磁同步电机伺服系统的重大突破。

 

本文标签: 电机

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