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结构体:

永磁同步电机主要由定子、转子、机壳、前后盖、轴承等组成。其定子结构与普通异步电机基本相同,永磁同步电机与其他类型电机的主要区别在于其转子。

这种转子结构是在电机永磁体的表面或内部预先磁化(带磁)了磁性材料,从而为电机提供必要的气隙磁场。这种结构可以有效减小电机体积、降低损耗并提高效率。

工作准则:

永磁同步电机的工作原理如下:三相电流通入电机定子绕组后,会在定子绕组中形成旋转磁场。由于转子内装有永磁体,且永磁体的磁极固定,根据同相磁极相互吸引、相互排斥的原理,定子中产生的旋转磁场会驱动转子旋转。转子的转速等于定子中产生的旋转磁极的转速。

由于采用永磁体提供磁场,转子工艺成熟可靠,尺寸灵活,设计功率可小至几十瓦,大至兆瓦。同时,通过增减转子永磁体的对数,可以方便地改变电机的极数,从而拓宽永磁同步电机的转速范围。采用多极永磁转子,额定转速可低至个位数,这是普通异步电机难以实现的。

尤其是在低速大功率应用环境中,永磁同步电机可以直接通过多极设计低速驱动,与普通电机加减速器相比,永磁同步电机的优势可以凸显出来。

永磁同步电机的运行需要与专用驱动系统相结合,电机可控性好,控制精度高,连续可调速,扭矩大,启动电流小,过载倍数高,效率高,功率大因素,节能效果好。 应用范围几乎涵盖航空航天、国防、工业、农业和日常生活的所有领域。

特点:

与传统电励磁电机相比,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、重量轻、损耗低、效率高,以及电机外形尺寸灵活多样等优点。其应用范围极其广泛,几乎涵盖航空航天、国防、工农业生产和日常生活等各个领域。

永磁同步电机具有以下特点

  1. 额定效率比普通异步电机高2%~5%;
  2. 效率随着负载的增加而迅速上升。 当负载在25%~120%范围内变化时,仍保持高效率。 高效率运行范围远高于普通异步电机。 轻载、变载、满载节能效果显着;
  3. 功率因数高达0.95以上,无需无功补偿;
  4. 功率因数大大提高。 与异步电机相比,运行电流降低10%以上。 由于工作电流和系统损耗的减少,可达到1%左右的节能效果。
  5. 低温升、高功率密度:比三相异步电机温升低20K,设计温升相同可以做成更小的体积,更有效的节省材料;
  6. 高启动扭矩、高过载能力:根据要求可设计高启动扭矩(3-5倍)、高过载能力;
  7. 采用变频调速系统,动态响应更好,优于异步电机。
  8. 安装尺寸与目前广泛使用的异步电机相同,设计选型十分方便。
  9. 由于功率因数的提高,供电系统变压器的可视功率大大降低,提高了变压器的供电能力,同时还可以大大降低系统电缆的成本(新建项目);
  10. 新项目建设时,驱动系统全部采用永磁同步电机,项目投资与采用异步电机基本相同,项目投产后可持续获得节能效益;

在一般工业领域,更换低压(380/660/1140V)高效异步电机,系统节能5%~30%,更换高压(6kV/10kV)高效异步电机,系统节能系统节省2%至10%。

永磁电机和异步电机的区别

  1. 转子结构

异步电动机:转子由铁芯和绕组组成,主要有鼠笼式和绕线式转子。 鼠笼式转子由铝棒铸造而成。 切割定子的铝棒的磁场驱动转子。

PMSM电机:永磁体嵌入转子磁极中,根据同相磁极相斥原理,由定子中产生的旋转磁场驱动旋转。

  1. 高效

异步电机:需要吸收电网励磁电流,造成一定的能量损失,电机无功电流,功率因数低。

PMSM电机:磁场由永磁体提供,转子不需要励磁电流,电机效率提高。 

  1. 体积和重量

高性能永磁材料的使用,使得永磁同步电机的气隙磁场比异步电机更大。 与异步电机相比,尺寸和重量有所减小。 其机座号将比异步电机低一到两个。

  1. 电机启动电流

异步电动机:采用工频电直接启动,启动电流较大,可达额定电流的5~7倍,瞬间对电网冲击较大。 起动电流大,导致定子绕组漏电阻压降增大,起动转矩小,无法实现重载起动。 即使使用变频器,也只能在额定输出电流范围内启动。

PMSM电机:由专用控制器驱动,缺乏减速机的额定输出要求。 实际启动电流小,电流根据负载逐渐增大,启动扭矩大。 

  1. 功率因数

异步电动机的功率因数较低,必须从电网吸收大量的无功电流,异步电动机较大的启动电流会对电网造成短期的冲击,长期使用会造成一定的损害到电网设备和变压器。 需要增设功率补偿单元,进行无功补偿,以保证电网质量,增加设备使用成本。

永磁同步电机转子中无感应电流,电机功率因数高,提高了电网的品质因数,无需安装补偿器。

  1. 维护

异步电机+减速机结构会产生振动、发热、故障率高、润滑油消耗量大、人工维护成本高; 会造成一定的停机损失。

三相永磁同步电机直接驱动设备。 由于取消了减速机,电机输出转速低,机械噪声低,机械振动小,故障率低。 整个驱动系统几乎免维护。

应用

永磁同步电机可与变频器组合,组成最佳的开环无级调速系统,已广泛应用于石化、化纤、纺织、机械、电子、玻璃、橡胶、包装、印刷、造纸、印染、冶金等行业。

公司简介

恩能永磁电机主要应用于中国大型轮胎厂、油田、大型自来水公司、煤矿、金矿这类大型工业和工厂。

新能提供完整的定制驱动解决方案。 不仅熟悉机械设备和应用,还熟悉电机及其驱动系统。 

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