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永磁异步电机为何更受欢迎?

来源:发布猫 发布时间:2020-01-06 08:07:24


  永磁同步电动机的结构与直流电动机相似,这样便可具备无刷直流电动机结构简单、运行可靠、功率密度大、调速性能好等特点。与此同时,由于永磁同步电动机采用的驱动方式不同于直流电动机,所以,在噪音以及控制精度环节,永磁同步电动机更胜一筹。500万彩票_[官网入口]永磁电动机是一种同步电动机,其转子使用永磁体,定子产生电磁转矩来推动转子的磁场围绕轴心线进行旋转,定子和转子的磁场是同步的。国内电动汽车普遍采用的是永磁同步电机。

  永磁同步电机,是因为和交流异步电机相比,它有以下优势:

  1、效率高,更加省电。和三相异步电机相比,永磁同步电机不仅仅额定功率点的效率更高,而且其在整个调速范围内的平均效率也更高。500万彩票_[官网入口]永磁同步电机的励磁磁场由永磁体提供,转子不需要励磁电流,电机效率提高,与异步电机相比,任意转速点均节约电能,尤其在转速较低的时候这种优势尤其明显。简单地说,永磁同步电机更加省电,有助于提高电动汽车续驶里程。

  2.启动转矩更大,噪音更小,温度升高更低。500万彩票_[官网入口]永磁同步电机一般也采用异步起动方式,由于永磁同步电机正常工作时转子绕组不起作用,在设计永磁电机时,可使转子绕组完全满足高起动转矩的要求,例如使起倍1.8倍上升到2.5倍,甚至更大。

  3.体积小,重量轻,有利于车辆轻量化,减少电动汽车能耗。由于使用了高性能的永磁材料提供磁场,使得永磁电机的气隙磁场较感应电机大先增强,永磁电机的体积和重最较感应电机可以大大的缩小。例如11kW的异步电机重最为220kg,而永磁电机仅为92kg,相当于异步电机重量的45.8%。

  4.电机结构简单灵活,可靠性强。

500万彩票_[官网入口]  制造永磁同步电机所需要的钕铁硼永磁材料是稀土资源,对于稀土资源缺少或稀土工业不发达的国家而言,根本无从做起。我国拥有全球70%的稀土资源,钕铁硼磁性材料的总产量达到全球的80%,欧美车企的电动车若想用永磁同步电机需要考虑进口稀土的问题。所以,特斯拉等国外品牌不得不采用更为落后的交流异步电机,因为他们根本没那能力生产永磁同步电机,这也可以侧面反映出,我国电动汽车技术已在某些领域走在了世界前列,实现“弯道超车”并不是不可能。

永磁异步电机

  永磁电机VS普通电机

  普通电机

  普通电机分异步电机和同步电机两大类。70%~80%的设备使用异步电机,少数大扭矩、低速设备采用同步电动机。

  ●异步与同步的由来

  交流电机转速与电枢旋转磁场密切相关。同步电机的转子速度与电枢旋转磁严格同步,转速固定不变。而异步电机转速总是低于旋转磁场转速,转子绕组闭合回路在旋转磁场的作用下感应电流,在磁场中转子载流绕组受到磁场电磁力的持续作用,带动转子旋转,故而有异步和感应电机之说。

  ●同步电机与异步电机的区别

500万彩票_[官网入口]  同步机稳态运行时,转子的转速和电网频率之间有不变的关系,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。500万彩票_[官网入口]异步电机存在转差率问题,转速接近于同步转速,比同步转速略低。

  从电机结构上看,异步电机的鼠笼转子或绕线转子与定子一样,同为三相对称绕组。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。

  永磁电机

  永磁电机分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。500万彩票_[官网入口]永磁交流电机则为通常所说的永磁同步电机,结构上与永磁无刷直流电机相同,驱动原理和控制方式迥异。

  永磁同步电机与同步电机

  永磁同步电机和同步电机工作原理相同,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情况往往是通风散热系统的薄弱环节。

  永磁同步电机优势

  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,因而体积小、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以进一步提升,与普通电机相比,有许多独特优势。

  ●高效节能。因励磁磁场由永磁体提供,永磁转子不需要励磁,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,节能显著。尤其在低转速运行时,优势更加明显。

  ●温升低。无电励磁意味着无损耗发热,因此,永磁电机一般温升很低。

  ●起动性能好。自启动永磁同步电机一般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倍或更大。

  ●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。

  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。

  永磁同步电机与普通异步速电机相比,具有如下优势:

  1、效率高

  这里所说的效率高不单指额定功率点的效率离于异步电机,还包括其在整个调速范围内的平均效率。

  2.启动转矩

  永磁同步电机一般也采用异步起动方式,由于永磁同步电机正常工作时转子绕组不起作用,在设计永磁电机时,可使转子绕组完全满足高起动转矩的要求

  3.对电网运行的影响

  因异步电机的功率因数低,电机要从电网中吸收大量的无功电流,造成电网翰变电设备及发电设备中有大量无功电流,永磁电机转子中无感应电流励班,电机的功率因数高,提高了电网的品质因数使电网中不再需安装补偿器。同时,因永磁电机的高效率,也节约了电能。

  4、体积小,重量轻

  由于使用了高性能的永磁材料提供磁场,使得永磁电机的气隙磁场较感应电机大先增强,永磁电机的体积和较感应电机可以大大的缩小。

  基于以上对比优势,目前,永磁同步电机它比普通三相异步电机更高效,更节能!


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