永磁同步電機(jī)原理及其應(yīng)用課件

發(fā)展永磁同步電機(jī)介紹一、發(fā)展永磁同步電機(jī)意義；二、永磁同步電機(jī)基本原理、三、永磁同步電機(jī)相比異步電機(jī)的優(yōu)勢(shì)；四、永磁同步電機(jī)應(yīng)用案例；五、永磁同步電機(jī)應(yīng)用前景；發(fā)展永磁同步電機(jī)的意義我國(guó)電動(dòng)機(jī)保有量大，消耗電能大，設(shè)備老化，效率較低。永磁同步電動(dòng)機(jī)(PMSM)具有體積小、效率高、功率因數(shù)高、起動(dòng)力矩大、力能指標(biāo)好、溫升低等特點(diǎn)。永磁同步電機(jī)基本原理電機(jī)是以磁場(chǎng)為媒介進(jìn)行機(jī)械能和電能相互轉(zhuǎn)換的電磁裝置。為在電機(jī)內(nèi)建立進(jìn)行機(jī)電能量轉(zhuǎn)換所必需的氣隙磁場(chǎng)，可有兩種方法：一種是在電機(jī)繞組內(nèi)通以電流來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)，如普通的直流電機(jī)，同步電機(jī)和異步電機(jī)等；另一種是由永磁體來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)，即永磁同步電機(jī)。從基本原理來(lái)講：永磁同步電機(jī)與傳統(tǒng)電勵(lì)磁同步電機(jī)是一樣的，其唯一區(qū)別為傳統(tǒng)的電勵(lì)磁同步電機(jī)是通過(guò)在勵(lì)磁繞組中通入電流來(lái)產(chǎn)生磁場(chǎng)的，而永磁同步電機(jī)是通過(guò)永磁體來(lái)建立磁場(chǎng)的，并由此引起兩者分析方法存在差異。永磁同步電機(jī)相比交流異步電機(jī)優(yōu)勢(shì)c、由于永磁同步電機(jī)功率因數(shù)高，這樣相比異步電機(jī)其電機(jī)電流更小，相應(yīng)地電機(jī)的定子銅耗更小，效率也更高。d、系統(tǒng)效率高：永磁電機(jī)參數(shù)，特別是功率因數(shù)，不受電機(jī)極數(shù)的影響，因此便于設(shè)計(jì)成多極電機(jī)（如可以100極以上），這樣對(duì)于傳統(tǒng)需要通過(guò)減速箱來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載電機(jī)，可以做成直接用永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的直驅(qū)系統(tǒng)，從而省去了減速箱，提高了傳動(dòng)效率。永磁同步電機(jī)相比交流異步電機(jī)優(yōu)勢(shì)2、功率因數(shù)高：由于永磁同步電機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)，其功率因數(shù)可以調(diào)節(jié)，甚至可以設(shè)計(jì)成功率因數(shù)等于1，且與電機(jī)極數(shù)無(wú)關(guān)。而異步電機(jī)隨著極數(shù)的增加，由于異步電機(jī)本身的勵(lì)磁特點(diǎn)，必然導(dǎo)致功率因數(shù)越來(lái)越低，如極數(shù)為8極電機(jī)，其功率因數(shù)通常為0.85左右，極數(shù)越多，相應(yīng)功率因數(shù)越低。即使是功率因數(shù)最高的2極電機(jī)，其功率因數(shù)也難以達(dá)到0.95。電機(jī)的功率因數(shù)高有以下幾個(gè)好處：永磁同步電機(jī)相比交流異步電機(jī)優(yōu)勢(shì)a、功率因數(shù)高，電機(jī)電流小，電機(jī)定子銅耗降低，更節(jié)能；b、功率因數(shù)高，電機(jī)配套的電源，如逆變器，變壓器等，容量可以更低，同時(shí)其他輔助配套設(shè)施如開(kāi)關(guān)，電纜等規(guī)格可以更小，相應(yīng)系統(tǒng)成本更低。c、由于永磁同步電機(jī)功率因數(shù)高低不受電機(jī)極數(shù)的限制，在電機(jī)配套系統(tǒng)允許的情況下，可以將電機(jī)的極數(shù)設(shè)計(jì)的更高，相應(yīng)電機(jī)的體積可以做得更小，電機(jī)的直接材料成本更低。永磁同步電機(jī)相比交流異步電機(jī)優(yōu)勢(shì)4、可靠性高：從電機(jī)本體來(lái)對(duì)比，永磁同步變頻調(diào)速電機(jī)與異步電機(jī)的可靠性相當(dāng)，但由于永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)的靈活性，便于實(shí)現(xiàn)直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，省去可靠性不高的減速箱；在某些負(fù)載條件下甚至可以將電機(jī)設(shè)計(jì)在其驅(qū)動(dòng)裝置的內(nèi)部，如風(fēng)力發(fā)電直驅(qū)裝置，石油鉆機(jī)的絞車驅(qū)動(dòng)裝置，從而可以省去傳統(tǒng)電機(jī)故障率高的軸承：大大提高了傳動(dòng)系統(tǒng)的可靠性。永磁同步電機(jī)相比交流異步電機(jī)優(yōu)勢(shì)5、體積小，功率密度大：永磁同步變頻調(diào)速電機(jī)體積小，功率密度大的優(yōu)勢(shì)，集中體現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)低速大扭矩的負(fù)載時(shí)，一個(gè)是電機(jī)的極數(shù)的增多，電機(jī)體積可以縮小。還有就是：電機(jī)效率的增高，相應(yīng)地?fù)p耗降低，電機(jī)溫升減小，則在采用相同絕緣等級(jí)的情況下，電機(jī)的體積可以設(shè)計(jì)的更?。浑姍C(jī)結(jié)構(gòu)的靈活性，可以省去電機(jī)內(nèi)許多無(wú)效部分，如繞組端部，轉(zhuǎn)子端環(huán)等，相應(yīng)體積可以更小。永磁同步電機(jī)相比交流異步電機(jī)優(yōu)勢(shì)6、起動(dòng)力矩大、噪音小、溫升低：a、永磁同步電機(jī)在低頻的時(shí)候仍能保持良好的工作狀態(tài)，低頻時(shí)的輸出力矩較異步電機(jī)大，運(yùn)行時(shí)的噪音??；b、轉(zhuǎn)子無(wú)電阻損耗，定子繞組幾乎不存在無(wú)功電流，因而電機(jī)溫升低，同體積、同重量的永磁電機(jī)功率可提高30%左右；同功率容量的永磁電機(jī)體積、重量、所用材料可減少30%。永磁同步變頻調(diào)速電機(jī)應(yīng)用案例電動(dòng)汽車伴隨汽車工業(yè)的急速發(fā)展，環(huán)保問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，為了解決上述問(wèn)題，并且大幅改善燃油經(jīng)濟(jì)型，毫無(wú)疑問(wèn)就是使用電動(dòng)汽車。永磁同步電機(jī)以其高效率、高功率因數(shù)和高功率密度等優(yōu)點(diǎn)，正逐漸成為電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主流電機(jī)之一。軌道交通領(lǐng)域2007年，阿爾斯通公司研發(fā)的新一代永磁牽引電機(jī)系統(tǒng)的高速AGV列車—V150，創(chuàng)下列車速度世界新紀(jì)錄574.8km/h。永磁同步變頻調(diào)速電機(jī)應(yīng)用案例電梯領(lǐng)域永磁同步電機(jī)產(chǎn)生較小的諧波噪聲，應(yīng)用于電梯系統(tǒng)中，可以帶來(lái)更佳的舒適感；永磁同步變頻調(diào)速電機(jī)應(yīng)用案例家電行業(yè)領(lǐng)域由于永磁電機(jī)在低運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)效率極高，可以有效的降低頻繁啟動(dòng)的損耗，是實(shí)現(xiàn)家電節(jié)能的較佳技術(shù)途徑之一。永磁同步變頻調(diào)速電機(jī)應(yīng)用案例船舶電力推進(jìn)領(lǐng)域推進(jìn)電機(jī)是船舶綜合電力系統(tǒng)的重要組成部分、永磁同步推進(jìn)電機(jī)具有體積小、重量輕、效率高、噪聲低、易于實(shí)現(xiàn)集中遙控、可靠性高、可維護(hù)性好等優(yōu)點(diǎn)，是船舶推進(jìn)電機(jī)的理想選擇。永磁同步變頻調(diào)速