关于永磁电机你了解多少？

永磁电机如何工作？

永磁电动机 通过定子电流与转子上或转子中的永磁体的相互作用产生扭矩。 小型、低功率电机用于 IT 设备、商用机器和汽车辅助设备，其中表面转子磁体很常见。 内磁体 (IPM) 常见于电动汽车和工业电机等大型机器中。

在永磁电机中，如果不考虑扭矩脉动，定子可以使用集中（短节距）绕组，但分布式绕组在大型永磁电机中很常见。由于永磁电机没有机械换向器，因此逆变器对于控制绕组电流至关重要。与其他无刷电机不同，永磁电机不需要电流来支持其磁场。因此，永磁电机可以提供最大的扭矩，如果电机体积小或重量轻，则可能是最佳选择。缺乏磁化电流还意味着“最佳点”负载的效率更高，即电机性能最佳的地方。

此外，虽然永磁体在低速下具有性能优势，但它们也是该技术的“致命弱点”。 例如，随着永磁电机速度的增加，反向电动势接近逆变器电源电压，从而无法控制绕组电流。 这定义了通用永磁电机的基本速度，通常代表表面磁体设计中给定电源电压的最大可能速度。

当速度大于基本速度时，IPM 使用主动磁场弱化，其中控制定子电流以有意抑制磁通量。 能够可靠实现的速度范围仅限于大约 4:1。 和以前一样，这个限制可以通过减少绕组匝数并接受逆变器中更大的成本和功率损耗来实现。

磁场减弱的需要取决于速度，并且无论扭矩如何，都会产生相关的损耗。 这会降低高速时的效率，尤其是在轻负载时。

永磁电机的缺点

永磁电机的缺点包括由于其固有的反向电动势而难以在故障情况下进行管理。即使变频器断开，只要电机在旋转，电流就会继续流过故障绕组，导致齿槽转矩和过热，这可能是危险的。例如，由于逆变器关闭而导致的高速磁场减弱可能导致发电失控，并且逆变器的直流母线电压可能上升到危险水平。除了配备钐钴磁铁的永磁电机外，工作温度是另一个重要限制。由于逆变器故障而导致的高电机电流可能会导致退磁。机械磁铁的吸力限制了最大速度。如果永磁电机损坏，维修通常需要将其返回工厂，因为安全地取出和处理转子很困难。最后，尽管稀土材料目前的高价值可能使这种做法在经济上更加可行，但报废时的回收是有问题的。

永磁电机的优点

尽管存在这些缺点，永磁电机在低速和效率方面仍然无与伦比，并且在尺寸和重量至关重要的情况下非常有用。

永磁电机具有效率高、节能好、体积小、重量轻、可靠性高等优点，已广泛应用于各行业。

永磁电机的应用：

在工业领域

永磁电机高效节能的特性使其能够满足对能效要求较高的行业的需求。无论是数控机床、塑料机械还是压缩机，永磁电机都能显着降低工业生产中的能耗。此外，永磁电机在工业自动化中发挥着重要作用，广泛应用于机器人、数控机床、包装设备和输送系统，其高效率、响应性和精确控制特性使其成为高精度加工和生产的理想选择。

在汽车行业

永磁同步电机广泛应用于电动和混合动力汽车。高功率密度和高效率使电动汽车具有更好的续航里程和能源效率。永磁电机不仅可以提高汽车的行驶效率，还可以实现能量回收，进一步提高汽车的续航里程。

在新能源领域

永磁电机 (PMG) 也发挥着不可替代的作用。永磁发电机（PMG）广泛应用于风力发电和水力发电等，利用风能或水能将其转化为电能。同时，永磁电机还应用于太阳能光伏跟踪系统、海洋能发电等新能源装置，促进可再生能源的发展。

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