永磁電機是一種常規的電機,其應用場(chǎng)合廣泛,永磁電機根據具體的電機的不同類(lèi)型可以分成多種不同樣式的永磁電機。永磁電機采用稀土永磁材料,因此采用永磁電機具有的優(yōu)勢之一就是運轉作工的效率相對較高。

永磁電機的優(yōu)缺點(diǎn)

1、永磁直流電機的構成

(1)永磁直流電機的主要構成是定子磁極、轉子、電刷、外殼等組成。

(2)永磁直流電機的定子磁極由永磁體(永磁鋼)、鐵氧體、鋁鎳鈷、釹鐵硼和其他材料制成。根據其結構,可分為圓筒型和瓦型。

(3)錄像機中使用的大部分電能是圓柱形磁鐵,而電動(dòng)工具和汽車(chē)電器中使用的大部分電機是塊狀磁鐵。

(4)永磁直流電機的轉子通常由硅鋼片層壓而成,硅鋼片的槽比電磁直流電機的轉子少。漆包線(xiàn)纏繞在轉子鐵芯的兩個(gè)槽之間(三個(gè)槽代表三個(gè)繞組),每個(gè)接頭分別焊接在換向器的金屬片上。

(5)電刷是連接電源和轉子繞組的導電元件,具有導電和耐磨兩種性能。永磁電機的電刷使用單性金屬片或金屬石墨電刷和電化學(xué)石墨電刷。

2、永磁直流電機的分類(lèi)

(1)永磁直流電機分為稀土永磁直流電機、鐵氧體永磁直流電機和鋁鎳鈷永磁直流電機。

(2)永磁電機分為永磁直流電機和永磁交流電機。

(3)永磁直流電機包括永磁換向器電機、永磁無(wú)刷直流電機或永磁電子換向器電機。

(4)永磁交流電機通常被稱(chēng)為永磁同步電機。其結構與永磁無(wú)刷直流電機相同,驅動(dòng)原理和控制方法不同。

3、永磁電機的優(yōu)勢

(1)永磁電機沒(méi)有電勵磁和相應的損耗,永磁轉子不發(fā)熱,電負載可以選擇得很高,因此體積小,功率密度高。

(2)永磁電機使用稀土永磁材料具有高效節能的優(yōu)勢。由于勵磁磁場(chǎng)由永磁體提供,永磁轉子不需要勵磁,效率可達90%以上。

(3)與異步電動(dòng)機相比,永磁電機高效運行速度范圍廣,節能顯著(zhù)。特別是在低速運行時(shí),優(yōu)勢更加明顯。

(4)低溫升,非電勵磁意味著(zhù)無(wú)損耗和發(fā)熱,因此,永磁電機一般溫升低,起動(dòng)性能好。

(5)永磁電機一般采用異步起動(dòng)方式。在正常運行時(shí),永磁同步電機的轉子繞組不工作,永磁同步電機的轉子繞組可以設計成完全滿(mǎn)足高起動(dòng)轉矩的要求,如起動(dòng)轉矩倍數從1.8倍增加到2.5倍以上。

(6)對電網(wǎng)運行的影響。異步電動(dòng)機需要從電網(wǎng)吸收大量的無(wú)功電流,導致電網(wǎng)輸變電系統產(chǎn)生大量的無(wú)功電流,從而降低電網(wǎng)的品質(zhì)因數,增加輸變電設備和發(fā)電設備的負荷。同時(shí),無(wú)功電流消耗電網(wǎng)(即輸變電系統)中的部分電能,導致電網(wǎng)運行效率低,這除了異步電動(dòng)機效率低和從電網(wǎng)過(guò)度吸收電能之外,還增加了電能損失和電網(wǎng)負荷。

(7)永磁電機因其范圍廣、效率高而廣泛應用于新能源汽車(chē)。

(8)永磁電機轉子無(wú)電勵磁和高功率因數的獨特優(yōu)勢有助于提高電網(wǎng)的品質(zhì)因數或消除在電網(wǎng)中安裝補償器的需要

(9)永磁電機體積小,重量輕。高性能超強永磁材料的應用大大降低了永磁電機的體積和重量,功率密度至少比普通三相異步電機高1.5倍。

4、永磁電機的缺點(diǎn)

(1)當速度大于基本速度時(shí),IPM使用主動(dòng)磁場(chǎng)來(lái)減弱,此時(shí)轉向定子電流有意抑制磁通量。能夠可靠實(shí)現的速度范圍被限制在大約4∶1。如前所述,這種限制可以通過(guò)減少繞組匝數和接受逆變器中更高的成本和功率損耗來(lái)實(shí)現。

(2)削弱磁場(chǎng)的需要與速度有關(guān),無(wú)論扭矩如何,都會(huì )導致相關(guān)損失。這將降低高速時(shí)的效率,尤其是在輕負載時(shí)。這在高速公路上行駛的電動(dòng)汽車(chē)中非常嚴重。電動(dòng)汽車(chē)通常青睞永磁電機,但在計算實(shí)際行駛周期時(shí),效率的好處值得懷疑。

(3)由于永磁直流電機固有的反電動(dòng)勢,在故障條件下難以管理。即使變頻器斷開(kāi),只要電機旋轉,電流就會(huì )繼續流過(guò)繞組故障,導致齒槽轉矩和過(guò)熱,這是危險的。例如,由于逆變器關(guān)閉,高速下磁場(chǎng)的減弱將導致發(fā)電失控,逆變器的直流總線(xiàn)電壓可能上升到危險水平。

(4)永磁體在低速時(shí)帶來(lái)性能優(yōu)勢,也是技術(shù)上的“致命弱點(diǎn)”。隨著(zhù)永磁電機速度的增加,反電動(dòng)勢接近逆變器電源電壓,因此繞組電流無(wú)法控制。這定義了通用永磁電機的基本速度,通常代表表面磁體設計中給定電源電壓的最大可能速度。

(5)除了那些配有釤鈷磁鐵的永磁電機之外,工作溫度是另一個(gè)重要的限制因素。然而,逆變器故障導致的高電機電流會(huì )導致退磁。

(6)永磁直流電機最大速度受到機械磁鐵保持力的限制。如果永磁電機損壞,修理它通常需要返回工廠(chǎng),因為很難安全地取出和處理轉子。最后,廢料回收也很麻煩,盡管目前稀土材料的高價(jià)值可能使這種材料在經(jīng)濟上更加可行。

永磁電機除了上述的各種優(yōu)勢缺點(diǎn)之外,永磁電機還可以進(jìn)行相應的改造,改造后的永磁電機性能還能相對提升。永磁電機改造的五大特性電機了解。其實(shí)無(wú)論是什么總歸有一些缺點(diǎn),因此按照實(shí)際需要的作工選擇相應的電機即可。了解更多電機專(zhuān)業(yè)知識及技巧，可加入電機行業(yè)內qq群136274082，業(yè)內專(zhuān)業(yè)老師傅解答。