永磁同步電機原理及其應用課件

發(fā)展永磁同步電機介紹一、發(fā)展永磁同步電機意義；二、永磁同步電機基本原理、三、永磁同步電機相比異步電機的優(yōu)勢；四、永磁同步電機應用案例；五、永磁同步電機應用前景；發(fā)展永磁同步電機的意義我國電動機保有量大，消耗電能大，設備老化，效率較低。永磁同步電動機(PMSM)具有體積小、效率高、功率因數(shù)高、起動力矩大、力能指標好、溫升低等特點。永磁同步電機基本原理電機是以磁場為媒介進行機械能和電能相互轉換的電磁裝置。為在電機內(nèi)建立進行機電能量轉換所必需的氣隙磁場，可有兩種方法：一種是在電機繞組內(nèi)通以電流來產(chǎn)生磁場，如普通的直流電機，同步電機和異步電機等；另一種是由永磁體來產(chǎn)生磁場，即永磁同步電機。從基本原理來講：永磁同步電機與傳統(tǒng)電勵磁同步電機是一樣的，其唯一區(qū)別為傳統(tǒng)的電勵磁同步電機是通過在勵磁繞組中通入電流來產(chǎn)生磁場的，而永磁同步電機是通過永磁體來建立磁場的，并由此引起兩者分析方法存在差異。永磁同步電機相比交流異步電機優(yōu)勢c、由于永磁同步電機功率因數(shù)高，這樣相比異步電機其電機電流更小，相應地電機的定子銅耗更小，效率也更高。d、系統(tǒng)效率高：永磁電機參數(shù)，特別是功率因數(shù)，不受電機極數(shù)的影響，因此便于設計成多極電機（如可以100極以上），這樣對于傳統(tǒng)需要通過減速箱來驅動負載電機，可以做成直接用永磁同步電機驅動的直驅系統(tǒng)，從而省去了減速箱，提高了傳動效率。永磁同步電機相比交流異步電機優(yōu)勢2、功率因數(shù)高：由于永磁同步電機在設計時，其功率因數(shù)可以調(diào)節(jié)，甚至可以設計成功率因數(shù)等于1，且與電機極數(shù)無關。而異步電機隨著極數(shù)的增加，由于異步電機本身的勵磁特點，必然導致功率因數(shù)越來越低，如極數(shù)為8極電機，其功率因數(shù)通常為0.85左右，極數(shù)越多，相應功率因數(shù)越低。即使是功率因數(shù)最高的2極電機，其功率因數(shù)也難以達到0.95。電機的功率因數(shù)高有以下幾個好處：永磁同步電機相比交流異步電機優(yōu)勢a、功率因數(shù)高，電機電流小，電機定子銅耗降低，更節(jié)能；b、功率因數(shù)高，電機配套的電源，如逆變器，變壓器等，容量可以更低，同時其他輔助配套設施如開關，電纜等規(guī)格可以更小，相應系統(tǒng)成本更低。c、由于永磁同步電機功率因數(shù)高低不受電機極數(shù)的限制，在電機配套系統(tǒng)允許的情況下，可以將電機的極數(shù)設計的更高，相應電機的體積可以做得更小，電機的直接材料成本更低。永磁同步電機相比交流異步電機優(yōu)勢4、可靠性高：從電機本體來對比，永磁同步變頻調(diào)速電機與異步電機的可靠性相當，但由于永磁同步電機結構的靈活性，便于實現(xiàn)直接驅動負載，省去可靠性不高的減速箱；在某些負載條件下甚至可以將電機設計在其驅動裝置的內(nèi)部，如風力發(fā)電直驅裝置，石油鉆機的絞車驅動裝置，從而可以省去傳統(tǒng)電機故障率高的軸承：大大提高了傳動系統(tǒng)的可靠性。永磁同步電機相比交流異步電機優(yōu)勢5、體積小，功率密度大：永磁同步變頻調(diào)速電機體積小，功率密度大的優(yōu)勢，集中體現(xiàn)在驅動低速大扭矩的負載時，一個是電機的極數(shù)的增多，電機體積可以縮小。還有就是：電機效率的增高，相應地損耗降低，電機溫升減小，則在采用相同絕緣等級的情況下，電機的體積可以設計的更小；電機結構的靈活性，可以省去電機內(nèi)許多無效部分，如繞組端部，轉子端環(huán)等，相應體積可以更小。永磁同步電機相比交流異步電機優(yōu)勢6、起動力矩大、噪音小、溫升低：a、永磁同步電機在低頻的時候仍能保持良好的工作狀態(tài)，低頻時的輸出力矩較異步電機大，運行時的噪音小；b、轉子無電阻損耗，定子繞組幾乎不存在無功電流，因而電機溫升低，同體積、同重量的永磁電機功率可提高30%左右；同功率容量的永磁電機體積、重量、所用材料可減少30%。永磁同步變頻調(diào)速電機應用案例電動汽車伴隨汽車工業(yè)的急速發(fā)展，環(huán)保問題也越來越嚴重，為了解決上述問題，并且大幅改善燃油經(jīng)濟型，毫無疑問就是使用電動汽車。永磁同步電機以其高效率、高功率因數(shù)和高功率密度等優(yōu)點，正逐漸成為電動汽車驅動系統(tǒng)的主流電機之一。軌道交通領域2007年，阿爾斯通公司研發(fā)的新一代永磁牽引電機系統(tǒng)的高速AGV列車—V150，創(chuàng)下列車速度世界新紀錄574.8km/h。永磁同步變頻調(diào)速電機應用案例電梯領域永磁同步電機產(chǎn)生較小的諧波噪聲，應用于電梯系統(tǒng)中，可以帶來更佳的舒適感；永磁同步變頻調(diào)速電機應用案例家電行業(yè)領域由于永磁電機在低運轉時效率極高，可以有效的降低頻繁啟動的損耗，是實現(xiàn)家電節(jié)能的較佳技術途徑之一。永磁同步變頻調(diào)速電機應用案例船舶電力推進領域推進電機是船舶綜合電力系統(tǒng)的重要組成部分、永磁同步推進電機具有體積小、重量輕、效率高、噪聲低、易于實現(xiàn)集中遙控、可靠性高、可維護性好等優(yōu)點，是船舶推進電機的理想選擇。永磁同步變頻調(diào)速