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稀土永磁电机

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稀土永磁电机的工作原理及其优点

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稀土永磁电机的工作原理及其优点

发布日期:2019-01-15 作者:承德盛乾特种电机制造有限公司 点击:

稀土永磁电机是较为新式永磁电机的电机种类,鉴于稀土永磁产品的高能量,稀土永磁电机具有很多优势,例如体积小,重量轻,功率高,这一系列优势让稀土永磁电机倍受欢迎。

稀土永磁电机.png


  1长处


  因为稀土永磁资料的磁功能优异,稀土永磁通过充磁后不再需要外加能量就能树立很强的永久磁场,用来代替传统电机的电励磁场所制成的稀土永磁电机不只功率高,并且结构简略、运转牢靠,还可做到体积小、重量轻。既可到达传统电励磁电机所无法比拟的高功能(如特高效、特高速、特高响应速度),又能够制成能满足特定运转要求的特种电机,如电梯曳引电机、轿车专用电机等。稀土永磁电机与电力电子技能和微机控制技能相结合,更使电机及传动系统的功能进步到一个簇新的水平。从而进步所配套的技能装备的功能和水平,是电机职业调整产业结构的重要发展方向。


  稀土永磁电机的使用范围极为广泛,简直广泛航空、航天、国防、装备制作、工农业生产和日常生活的各个领域。它包括永磁同步电动机、永磁发电机、直流电动机、无刷直流电动机、沟通永磁伺服电动机、永磁直线电机、特种永磁电机及相关的控制系统,范围十分广泛,稀土永磁电机简直覆盖了整个电机职业。


  2作业原理


  稀土永磁电机的作业原理与电励磁同步电机相同,差异在于稀土永磁电机是以永磁体代替励磁绕组进行励磁。当永磁电机的三相定子绕组(各相差120°电角度)通入频率为f的三相沟通电后,将发生一个以同步转速推移的旋转磁场。稳态情况下,主极磁场随着旋转磁场同步转动,因此转子转速亦是同步转速,定子旋转磁场恒与永磁体树立的主极磁场坚持相对静止,它们之间相互作用并发生电磁转矩,驱动电机旋转并进行能量转化。


  3使用


  与传统的电励磁电机比较,永磁电机,特别是稀土永磁电机具有结构简略,运转牢靠;体积小,质量轻;损耗小,功率高;电机的形状和尺度能够灵活多样等明显长处。因此稀土永磁电机的使用范围极为广泛,简直广泛航空航天、国防、工农业生产和日常生活的各个领域。下面介绍几种典型永磁电机的首要特点及其首要使用场合。


  稀土永磁发电机


  永磁同步发电机与传统的发电机比较不需要集电环和电刷设备,结构简略,减少了故障率。选用稀土永磁后还能够增大气隙磁密,并把电机转速进步到最佳值,进步功率质量比。当代航空、航天用发电机简直全部选用稀土永磁发电机。其典型产品为美国通用电气公司制作的150kVA14极12000r/min~21000r/min和100 kVA60000r/min的稀土钴永磁同步发电机。国内研制的第一台稀土永磁电机即为3kW20000r/min的永磁发电机。


  永磁发电机也用作大型汽轮发电机的副励磁机,在三十年前就有这样一个比如,80年代我国研制成功其时世界容量最大的40kVA~160kVA稀土永磁副励磁机,装备200MW~600MW汽轮发电机后大大进步电站运转的牢靠性。


  21世纪以来,独立电源用的内燃机驱动小型发电机、车用永磁发电机、风轮直接驱动的小型永磁风力发电机正在逐渐推广。


  高效同步电动机


  永磁同步电动机与感应电动机比较,不需要无功励磁电流,能够明显进步功率因数(可到达1,乃至容性),减少了定子电流和定子电阻损耗,并且在安稳运转时没有转子铜耗,进而能够减小电扇(小容量电机乃至能够去掉电扇)和相应的风摩损耗,功率比同标准感应电动机可进步2~8个百分点。并且,永磁同步电动机在25%~120%额定负载范围内均可坚持较高的功率和功率因数,使轻载运转时节能作用更为明显。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才能。21世纪10年代,首要使用在油田、纺织化纤工业、陶瓷玻璃工业和年运转时间长的风机水泵等领域。


  我国自主开发的高效高起动转矩钕铁硼永磁同步电动机在油田使用中能够处理“大马拉小车”问题,起动转矩比感应电动机大50%~100%,能够代替大一个机座号的感应电动机,这种稀土永磁电机使得节电率在20%左右。


  纺织化纤职业中负载转动惯量大,要求高牵入转矩。合理规划永磁同步电动机的空载漏磁系数、凸极比、转子电阻、永磁体尺度和定子绕组匝数能够进步永磁电机的牵入功能,促进它使用于新式的纺织和化纤工业。


  大型电站、矿山、石油、化工等职业所用几百千瓦和兆瓦级风机、泵类用电机是耗能大户,21世纪10年代,所用电机的功率和功率因数较低,改用钕铁硼永磁后不只进步了功率和功率因数,节约能源,且为无刷结构,进步了运转的牢靠性。现在1 120kW永磁同步电动机是世界上功率最大的异步起动高效稀土永磁电机,功率高于96.5%(同标准电机功率为95%),功率因数0.94,能够代替比它大1~2个功率等级的一般电动机。


  沟通伺服永磁电动机和无刷直流永磁电动机


  21世纪以来,越来越多地用变频电源和沟通电动机组成沟通调速系统来代替直流电动机调速系统。在沟通电动机中,永磁同步电机的转速在安稳运转时与电源频率坚持恒定的联系,使得它可直接用于开环的变频调速系统。这类电机通常由变频器频率的逐渐升高来起动,在转子上能够不设置起动绕组,并且省去了电刷和换向器,维护方便。


  变频器供电的永磁同步电动机加上转子方位闭环控制系统构成自同步永磁电动机,既具有电励磁直流电动机的优异调速功能,又实现了无刷化,首要使用于高控制精度和高牢靠性的场合,如航空、航天、数控机床、加工中心、机器人、电动轿车、计算机外围设备等。


  现已研制成宽调速范围、高恒功率调速比的钕铁硼永磁同步电动机和驱动系统,调速比高达1:22500,极限转速到达9000r/min。永磁同步电动机高效、小振动、低噪声、高转矩密度的特点在电动车、机床等驱动设备中是最理想的电动机。


  随着人民生活水平的不断进步,对家用电器的要求越来越高。例如家用空调器,既是耗电大件,又是噪声的首要来源,其发展趋势是使用能无级调速的永磁无刷直流电动机。它既能依据室温的变化,自动调整到适合的转速下长期运转,减少噪声和振动,使人的感觉更为舒适,还比不调速的空调器节电1/3。其他如电冰箱、洗衣机、除尘器、电扇等也在逐渐改用无刷直流电动机。


  直流电动机


  直流电动机选用永磁励磁后,既保留了电励磁直流电动机杰出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略、体积小、用铜量少、功率高等特点。因此从家用电器、便携式电子设备、电动工具到要求有杰出动态功能的精细速度和方位传动系统都大量使用永磁直流电动机。500W以下的微型直流电动机中,永磁电机占92%,而10 W以下的永磁电机占99%以上。


  21世纪以来,我国轿车职业发展迅速,轿车工业是永磁电机的最大用户,从轿车装备方面来说,电机是轿车的要害部件,一辆超豪华轿车中,各种不同用处的电机达70余台,其间绝大部分是低压永磁直流微电机。轿车、摩托车用起动机电动机,选用钕铁硼永磁并选用减速行星齿轮后,可使起动机电动机的质量减轻一半。


   稀土永磁电机以其绝无仅有的优势征服了市场,使节能电机工作更上一个档次。


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