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几种典型的永磁电机特点和实际应用

2019-12-12 16:03:01     来源:电机技术日参        

【大比特导读】直流电动机采用永磁励磁后,既保留了电励磁直流电动机良好的调速特性和机械特性,还因省去了励磁绕组和励磁损耗而具有结构工艺简单、体积小、用铜量少、效率高等特点。永磁直流电动机的效率比同规格电励磁直流电动机的高10%~20%。

与传统的电励磁电机相比,永磁电机,特别是稀土永磁电机具有结构简单,运行可靠;体积小,质量轻;损耗少,效率高;电机形状和尺寸可以灵活多样等显著优点。因而应用范围极为广泛,几乎遍及航空航天、国防、工农业生产和日常生活的各个领域。不同的永磁电机,其主要特点及其应用场合有所差异。

1永磁直流电动机

直流电动机采用永磁励磁后,既保留了电励磁直流电动机良好的调速特性和机械特性,还因省去了励磁绕组和励磁损耗而具有结构工艺简单、体积小、用铜量少、效率高等特点。永磁直流电动机的效率比同规格电励磁直流电动机的高10%~20%。而且,电机功率越小,励磁结构占总体积的比例和励磁损耗占总损耗比例都越大,永磁直流电动机的优点尤为突出。

2高效永磁同步电动机

永磁同步电动机与感应电动机相比,不需要无功励磁电流,可能提高电机的功率因数,减少了定子电流和定子电阻损耗,而且在稳定运行时没有转子电阻损耗,进而可以因总损耗降低而减小风扇和相应的风摩损耗,从而使其效率比同规格感应电动机可提高2~8个百分点。而且,永磁同步电动机在25%~120%额定负载范围内均可保持较高的效率和功率因数,使轻载运行时节能效果更为显著。这类电机一般都在转子上设置起动绕组,具有在某一频率和电压下直接起动的能力,又称为异步起动永磁同步电动机。

由于铁硼永磁同步电动机价格比同规格的感应电动机贵1倍左右,应用前需进行经济比较分析。目前主要应用于纺织化纤工业、陶瓷玻璃工业和年运行时间长的风机、水泵等。

3调速永磁同步电动机和无刷直流电动机

随着电力电子技术的迅猛发展和器件价格的不断降低,人们越来越多地用变频电源和交流电动机组成交流调速系统来替代直流电动机调速系统。在交流电动机中,永磁同步电动机的转速在稳定运行时与电源频率保持恒定的关系,这一固有特性使得它可直接用于开环的变频调速系统,尤其适用于由同一变频电源供电的多台电机要求准确同步的传动系统中,这可以简化控制系统,还可以实现无刷运行,而且较高的效率和功率因数可以减小价格昂贵的配套变频电源的容量,因而在各种调速系统中的应用越来越广泛。这类电机通常由变频器频率的逐步升高来起动,在转子上可以不设置起动绕组。

4永磁同步发电机

永磁同步发电机不需要励磁绕组和直流励磁电源,也就取消了容易出问题的集电环和电刷装置,成为无刷电机,因此,结构简单,运行更为可靠。采用稀土永磁后还可以增大气隙磁密,并把电机转速提高到最佳值。

这些都可以缩小电机体积,减轻质量、提高功率质量比。稀土永磁发电机的另一重要应用是用作大型汽轮发电机的副励磁机。在风力发电、余热发电、小型水力发电、小型内燃发电机组等场合也正在逐步推广应用永磁发电机。

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