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行業新聞

永磁同步 電機 的運行 原理與 電勵磁 同步電機相同 ,但它以永磁體提供的磁通代替后者的勵磁繞組勵磁,使電機結構更為簡單。近年來,永磁材料性能 的改善 以及 電力 電子技 術 的進步 ,推動了新原理 、新 結構永磁同步 電機 的開發 ,有力地促進了電機產 品技術 、品種及功 能的發展 ,某些永磁同步電機已形成系列化產品,其容量從小到大,目前 已達到兆瓦級,應用范圍越來越廣;其地位越來越重要,從軍工到民用,從特殊到一般迅速擴大,不僅在微特電機中占優勢,而且在電力推進系統中也顯示出了強大的生命力 。

永磁同步電機采用永磁體勵磁,具有電勵磁電機無可比擬的優點。

1)效率高:在轉子上嵌入永磁材料后,在正常工作時轉子與定子磁場同步運行,轉子繞組無感生電流,不存在轉子電阻和磁滯損耗,提高了電機效率。

2)功率因數高:永磁同步電機轉子中無感應電流勵磁,定子繞組呈現阻性負載,電機的功率因數近于 1,減小了定子電流,提高了電機的效率。同時功率因數的提高,提高了電網品質因數,減小了輸變電線路的損耗,輸變電容量也可降低,節省 了電網投資。

3)起動轉矩大:在需要大起動轉矩的設備(如油田抽油電機 )中,可以用較小容量 的永磁 電機替代較大容量的Y 系列電機。如果 37 kw 永磁同步電機代替45kW ~55 kW 的 Y 系列電機,較好地解決了“大馬拉小車”的現象,節省了設備投入費用,提高了系統 的運行效能。

4)力能指 標好 :Y 系列 電機在 60%的負荷下工作時,效率下降 15%,功率因數下降 30%,力能指標下降40%;而永磁同步電機的效率和功率因數下降甚微,當電機只有 20%負荷時,其力能指標仍為滿負荷的 80%以上。

5)溫升低:轉子繞組中不存在電阻損耗,定子繞組中幾乎不存在無功電流,因而電機溫升低。

6 )體積小,重量輕 ,耗材少:同容量 的永磁同步電機體積、重量、所用材料可以減小 30%左右。

7)可大氣隙化,便于構成新型磁路。

8 )電樞反應小 ,抗過載能力強。

永磁同步 電機 的發展 和永 磁材料 的發展息息相關 。新型永磁材料 的出現大 大促進 了永磁 同步電機的發展。二十世紀八 十年代釹鐵硼稀土永磁材料問世,由于釹資源豐富,以廉價的鐵取代昂貴的鈷 ,價格相對低廉 。釹鐵硼稀 土永磁材料磁性能好 ,極大地推動了永磁同步電機的開發。

2.1 發展成果

我國十分 重視釹鐵硼永磁電機的研 究開發 ,并列入了國家“863”攻關計劃 。經過多年的研究開發 ,取得了豐碩成果 ,開發了 5 種類型 22 個典 型規格的高性能永磁同步電機樣機 。

1)3 種典型規格的高效、高起動轉矩永磁 同步電動機樣機,成功地解決了起動轉矩高、節能效果好、高溫不退磁和成本合理這4 項互相制約的矛盾。表 1 給出了我國開發 的用于油 田抽油機的 37 kW 稀土永磁同步電機與感應電動機的性能比較 。表 2給出了我國新近開發 的用于風機、泵類作業 中功率為 1120 kW 的稀土永磁同步電動機與感應 電動機和電勵磁同步電動機的性能對 比 。

2) 化纖機械用高效高牽入同步釹鐵硼永磁同步電動機(6 個規格)。與現有電機相比,所: 開發電機的功率因數、效率和最大轉矩倍數都有不同程度的提高,失步轉矩是原有的3.59倍,牽^轉矩提高了3倍。

3)機床主軸用7.5 kW 高恒功率調速比釹鐵硼永磁同步電動機和驅動系統??⒌撓來磐降綞魎儐低?的調速范 圍為 0.4 r/r a in ~9 000 r/min(國內同規格的主軸感應電動機的調速范圍僅為 8 r/min ~8 000 r/r e_in),恒功率調速比達到 1:6。

4 )電動汽 車用永 磁 同步 電動機 和驅動 系統??⒌?7.5 kW 輕微型電動客車用永磁同步 電動機系統 ,電機重量為 45 kg ,磁體用量為 0.92 kg,額定轉速為 3 000 r/m in ,最高轉速 5 500 r/m in。樣機系統整體額定效率達 89.1% ,1 h 持續轉矩密度為 0.74 N ·m /kg(風冷 ),15 m in 持續轉矩 密度為1.123 N ·m /kg( 日本 A ISIM AW 樣機 1 h 持續轉矩密度為0.78 N ·m/kg)(油冷),15 min 持續轉矩密度為 1.178 N ·m/kg。

5)高起動能力釹鐵硼永磁起動機電機(4 個規格樣機)。所開發的電機把原來永磁磁極的一部分換為廉價的軟鐵輔助磁極 ,節省釹鐵硼永磁材料約 30%。

聲明:該文觀點僅代表作者本人。
 

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