在一场设备展会上,小Q对一套设备产生了浓厚兴趣。在厂商细致阐述设备特性的同时,特别提到了其搭载的永磁同步电机。小Q在听完介绍后,内心有些许被渲染的感觉,沉思片刻。安徽皖南电机毕竟,这套设备因搭载强大的动力核心而价格不菲,这让精打细算的小Q不得不在利弊之间权衡,感到压力重重。今天,我们就以小Q购买设备的故事为引,来聊聊永磁同步电机。
一、永磁电机配置的重要性及效果剖析
配置永磁电机并非简单更换动力核心,而是需要更新为可控电源,并与永磁电机本体共同构成一个完整的永磁电机系统。相较于传统电机系统,永磁电机系统通过电力电子变换器实现变频变压,使得电机输出轴的速度和功率可在宽广范围内平滑调节,设备的性能实现了质的飞跃,能够根据负荷变化自适应调整,实现节能效果显著。
二、永磁电机与普通电机
1、普通电机
普通电机分为异步电机和同步电机两大类。皖南电机约70%-80%的设备采用异步电机,而部分大扭矩、低速设备则选用同步电机。
异步与同步的起源
交流电机的转速与电枢旋转磁场紧密相关。同步电机的转子速度与电枢旋转磁场同步,转速固定。而异步电机的转速始终低于旋转磁场转速,转子绕组在旋转磁场作用下感应电流,在磁场中受到电磁力的作用而旋转,因此得名异步和感应电机。
同步电机与异步电机的区别
同步电机在稳态运行时,转子转速与电网频率之间保持不变,n=ns=60f/p,其中f为电网频率,p为电机的极对数,ns称为旋转磁场速度或同步转速。异步电机存在转差率问题,转速接近同步转速,略低于同步转速。皖南电机价格表
从电机结构来看,异步电机的鼠笼转子或绕线转子与定子相同,均为三相对称绕组。而同步电机转子为凸极集中绕组励磁或隐极分布绕组励磁,励磁电源为直流。
2、永磁电机
永磁电机分为永磁直流电机和永磁交流电机两类。
永磁直流电机包括永磁换向器电机和永磁无刷直流电机或永磁电子换向器电机。永磁交流电机通常指永磁同步电机,结构与永磁无刷直流电机相同,但驱动原理和控制方式有所不同。
三、永磁同步电机与同步电机
永磁同步电机与同步电机的工作原理相同,区别在于:永磁同步电机由永磁体激磁,无励磁绕组,不存在励磁损耗;同步电机为电励磁,励磁绕组损耗和发热问题往往是通风散热系统的薄弱环节。皖南电机
永磁同步电机与同步电机和异步电机相比,不存在电励磁和相应的损耗,永磁转子不发热,电负荷可以选得很高,因此体积小、功率密度高。随着新型电机控制理论和稀土永磁材料的快速发展,永磁同步电动机性能得到进一步提升,与普通电机相比,具有许多独特优势。例如:
高效节能。由于励磁磁场由永磁体提供,永磁转子无需励磁,效率可高达90%以上。与异步电机相比,高效率运行转速范围宽,节能效果显著。尤其是在低转速运行时,优势更加明显。
温升低。无电励磁意味着无损耗发热,因此,永磁电机一般温升较低。
起动性能好。自启动永磁同步电机通常也采用异步起动方式。正常工作时永磁同步电机转子绕组不起作用,可将永磁电机转子绕组设计为完全满足高起动转矩的要求,如起动转矩倍数由1.8倍提升到2.5倍或更高。
对电网运行的影响。异步电机要从电网中吸收大量的无功电流,造成电网输变电系统有大量无功电流,进而使电网的品质因数下降,加重输变电设备及发电设备的负荷。同时,无功电流在电网即输变电系统中均要消耗部分电能,造成电力电网运行效率低下,再与异步电机效率低、从电网多吸收电能的情况叠加,电能量损失加剧,电网负荷愈发加重了。安徽皖南电机
在永磁电机转子无电励磁、功率因数高的独特优势,有助于提高电网的品质因数或使电网中不再需安装补偿器。
永磁电机拥有宽范围高效运行的特点,在新能源汽车领域得到广泛应用。
体积小,重量轻。高性能的超强永磁材料的应用,使得永磁电机体积和重量大幅减小,功率密度至少为普通三相异步电机的1.5倍以上。