永磁同步电机的原理和应用的详细资料说明

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上传日期: 2019-01-24

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资料介绍

标签:PMSM(100)异步电机(141)电动汽车(2310)

  电机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的电磁装置。

  为在电机内建立进行机电能量转换所必需的气隙磁场,可有两种方法:一种是在电机绕组内通以电流来产生磁场,如普通的直流电机,同步电机和异步电机等;另一种是由永磁体来产生磁场,即永磁同步电机。

  我国电动机保有量大,消耗电能大,设备老化,效率较低。

  永磁同步电动机(PMSM)具有体积小、效率高、功率因数高、起动力矩大、力能指标好、温升低等特点。

  从基本原理来讲:永磁同步电机与传统电励磁同步电机是一样的,其唯一区别为传统的电励磁同步电机是通过在励磁绕组中通入电流来产生磁场的,而永磁同步电机是通过永磁体来建立磁场的,并由此引起两者分析方法存在差异。

  1、效率高、更加省电:

  a、由于永磁同步电机的磁场是由永磁体产生的,从而避免通过励磁电流来产生磁场而导致的励磁损耗(铜耗);

  b、永磁同步电机的外特性效率曲线相比异步电机,其在轻载时效率值要高很多,这是永磁同步电机在节能方面,相比异步电机最大的一个优势。因为通常电机在驱动负载时,很少情况是在满功率运行,这是因为:一方面用户在电机选型时,一般是依据负载的极限工况来确定电机功率,而极限工况出现的机会是很少的,同时,为防止在异常工况时烧损电机,用户也会进一步给电机的功率留裕量;另一方面,设计者在设计电机时,为保证电机的可靠性,通常会在用户要求的功率基础上,进一步留一定的功率裕量,这样导致在实际运行的电机90%以上是工作在额定功率的70%以下,特别是在驱动风机或泵类负载,这样就导致电机通常工作在轻载区。对异步电机来讲,其在轻载时效率很低,而永磁同步电机在轻载区,仍能保持较高的效率,其效率要高于异步电机20%以上。

  c、由于永磁同步电机功率因数高,这样相比异步电机其电机电流更小,相应地电机的定子铜耗更小,效率也更高。

  d、系统效率高:永磁电机参数,特别是功率因数,不受电机极数的影响,因此便于设计成多极电机(如可以100极以上),这样对于传统需要通过减速箱来驱动负载电机,可以做成直接用永磁同步电机驱动的直驱系统,从而省去了减速箱,提高了传动效率。

  永磁同步变频调速电机应用案例

  电动汽车

  伴随汽车工业的急速发展,环保问题也越来越严重,为了解决上述问题,并且大幅改善燃油经济型,毫无疑问就是使用电动汽车。永磁同步电机以其高效率、高功率因数和高功率密度等优点,正逐渐成为电动汽车驱动系统的主流电机之一。

  轨道交通领域

  2007年,阿尔斯通公司研发的新一代永磁牵引电机系统的高速AGV列车—V150,创下列车速度世界新纪录574.8km/h。

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