永磁電機是一種常規(guī)的電機,其應用場合廣泛,永磁電機根據(jù)具體的電機的不同類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(zhuǎn)作工的效率相對較高。

永磁電機的優(yōu)缺點

1、永磁直流電機的構(gòu)成

(1)永磁直流電機的主要構(gòu)成是定子磁極、轉(zhuǎn)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(jù)其結(jié)構(gòu),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,而電動工具和汽車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(zhuǎn)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(zhuǎn)子少。漆包線纏繞在轉(zhuǎn)子鐵芯的兩個槽之間(三個槽代表三個繞組),每個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(zhuǎn)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石墨電刷。

2、永磁直流電機的分類

(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為永磁同步電機。其結(jié)構(gòu)與永磁無刷直流電機相同,驅(qū)動原理和控制方法不同。

3、永磁電機的優(yōu)勢

(1)永磁電機沒有電勵磁和相應的損耗,永磁轉(zhuǎn)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(jié)能的優(yōu)勢。由于勵磁磁場由永磁體提供,永磁轉(zhuǎn)子不需要勵磁,效率可達90%以上。

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

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

(5)永磁電機一般采用異步起動方式。在正常運行時,永磁同步電機的轉(zhuǎn)子繞組不工作,永磁同步電機的轉(zhuǎn)子繞組可以設(shè)計成完全滿足高起動轉(zhuǎn)矩的要求,如起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)從1.8倍增加到2.5倍以上。

(6)對電網(wǎng)運行的影響。異步電動機需要從電網(wǎng)吸收大量的無功電流,導致電網(wǎng)輸變電系統(tǒng)產(chǎn)生大量的無功電流,從而降低電網(wǎng)的品質(zhì)因數(shù),增加輸變電設(shè)備和發(fā)電設(shè)備的負荷。同時,無功電流消耗電網(wǎng)(即輸變電系統(tǒng))中的部分電能,導致電網(wǎng)運行效率低,這除了異步電動機效率低和從電網(wǎng)過度吸收電能之外,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。

(8)永磁電機轉(zhuǎn)子無電勵磁和高功率因數(shù)的獨特優(yōu)勢有助于提高電網(wǎng)的品質(zhì)因數(shù)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

(1)當速度大于基本速度時,IPM使用主動磁場來減弱,此時轉(zhuǎn)向定子電流有意抑制磁通量。能夠可靠實現(xiàn)的速度范圍被限制在大約4∶1。如前所述,這種限制可以通過減少繞組匝數(shù)和接受逆變器中更高的成本和功率損耗來實現(xiàn)。

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

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

(4)永磁體在低速時帶來性能優(yōu)勢,也是技術(shù)上的“致命弱點”。隨著永磁電機速度的增加,反電動勢接近逆變器電源電壓,因此繞組電流無法控制。這定義了通用永磁電機的基本速度,通常代表表面磁體設(shè)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,工作溫度是另一個重要的限制因素。然而,逆變器故障導致的高電機電流會導致退磁。

(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,因為很難安全地取出和處理轉(zhuǎn)子。最后,廢料回收也很麻煩,盡管目前稀土材料的高價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)勢缺點之外,永磁電機還可以進行相應的改造,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。其實無論是什么總歸有一些缺點,因此按照實際需要的作工選擇相應的電機即可。了解更多電機專業(yè)知識及技巧，可加入電機行業(yè)內(nèi)qq群136274082，業(yè)內(nèi)專業(yè)老師傅解答。