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永磁同步电动机能效标准(永磁同步电动机效率

来源:www.xrdq.ne   时间:2022-12-28 03:14   点击:207  编辑:admin   手机版

1. 永磁同步电动机效率

永磁同步直驱电机的优点:

1.效率高:

在转子上嵌入永磁材料后,在正常工作时转子与定子磁场同步运行,转子绕组无感生电流,不存在转子电阻和磁滞损耗,提高了电机效率。

2.功率因数高:

永磁同步电机转子中无感应电流励磁,定子绕组呈现阻性负载,电机的功率因数近于 1,减小了定子电流,提高了电机的效率。

同时功率因数的提高,提高了电网品质因数,减小了输变电线路的损耗,输变电容量也可降低,节省了电网投资。

3.起动转矩大:

在需要大起动转矩的设备中,可以用较小容量的永磁电机替代较大容量的Y系列电机。

如果37kw永磁同步电机代替45kW~55kW的Y系列电机,较好地解决了“大马拉小车”的现象,节省了设备投入费用,提高了系统的运行效能。

4.力能指标好 :

Y系列电机在60%的负荷下工作时,效率下降15%,功率因数下降30%,力能指标下降40%;

而永磁同步电机的效率和功率因数下降甚微,当电机只有20%负荷时,其力能指标仍为满负荷的80%以上。

5.温升低:

转子绕组中不存在电阻损耗,定子绕组中几乎不存在无功电流,因而电机温升低。

6 .体积小,重量轻 ,耗材少:

同容量的永磁同步电机体积、重量、所用材料可以减小30%左右。

7.可大气隙化,便于构成新型磁路。

8 .电枢反应小 ,抗过载能力强。

永磁同步直驱电机的缺点:

1.不可逆退磁问题:

如果设计或使用不当,永磁同步电机在过高或过低温度时,在冲击电流产生的电枢反应作用下,或在剧烈的机械振动时有可能产生不可逆退磁,或叫失磁,使电机性能下降,甚至无法使用。

因此,既要研究开发适用于电机制造厂使用的检查永磁材料热稳定性的方法和装置,又要分析各种不同结构型式的抗去磁能力,以便设计和制造时,采用相应措施保证永磁同步电机不失磁。

2.成本问题:

铁氧体永磁同步电机由于结构工艺简单、质量减轻,总成本一般比电励磁电机低 ,因而得到了广泛应用。

由于稀土永磁目前的价格还比较贵,稀土永磁电机的成本一般比电励磁电机高,这需要用它的高性能和运行费用的节省来补偿。

在设计时既需要根据具体使用场合和要求进行性能、价格的比较后取舍,又要进行结构工艺的创新和设计优化,以降低成本。

3 .控制问题:

永磁同步电机不需外界能量 即可维持其磁场,但这也造成从外部调节、控制其磁场极为困难。

但是随着MOSFET、IGBT等电力电子器件和控制技术的发展,大多数永磁同步电机在应用中,可以不进行磁场控制而只进行电枢控制。

设计时需把永磁材料、电力电子器件和微机控制三项新技术结合起来,使永磁同步电机在崭新的工况下运行。

2. 永磁同步电动机效率曲线

电机的机电时间常数也叫机械时间常数,控制上其计算公式为:Tm=(机械特性曲线斜率*飞轮力矩)/375。电磁时间常数= 电感/电阻以永磁同步马达为例:定子线圈电感 = 1.3 mH,电阻=0.039 Ohm那么:电磁时间常数=1.3 / 0.039 = 33 ms扩展资料:电机的机械时间常数表明此电机在额定电压给定,空载情况下,转速达到额定转速的63%时所需的时间。

此参数衡量的主要是电机的启动特性,如空心杯的电机,一般都是1-50ms左右。

但是对于传统的鼠笼式异步电机或者无刷(同步)电机,其响应要慢的多。电机有两个时间常数:机电时间常数Tm和电气时间常数Te。通常Tm>>Te,这种情况下电机的传递函数可看作两个惯性环节的串联,两个惯性环节的时间常数就分别是Tm和Te,而对于一般的应用,由于Te很小,对应的惯性环节可以忽略不计,于是电机的传函就简化为:1/(Tm*s+1)。

3. 永磁同步电动机效率多少

功率=根3*U*I*cosφ*η也就是 P=根3*额定电压*额定电流*功率因数*效率

4. 永磁同步电动机优点

1、结构不同

虽然永磁同步电机也是由电机控制器、定子、转子构成的,但永磁同步电机的定子是一个永磁体,不需要外接电源就可以自己产生磁场;而普通电机则需要通电后才能产生磁场,电机需要加装一个励磁绕组,在运转时还无可避免地会出现励磁损耗。

2、成本不同

永磁同步电机在生产制造时需要用到钕铁硼(NdFeB)等稀土原料,稀土作为不可再生资源,其市场价格还是比较高的,所以搭载永磁同步电机的车型生产成本往往更高,而普通电机的价格就相对便宜了,车企能获得更大的利润空间。

3、适用车型不同

永磁同步电机一般用在不追求动力的家用车上,而性能车则一般采用交流异步电机,这是因为交流异步电机输入的电流越大功率就能越大,而永磁同步电机的定子磁场是受限的,此外永磁体受热后还可能会消磁,因此永磁同步电机不太适合用于大功率场景。

5. 永磁同步电动机效率图

永磁同步电机主要由定子、转子和壳体部件构成。与普通交流电机一样,定子铁芯为叠片结构,以减小电动机运行时因涡流和磁滞效应铁耗;绕组通常也为三相对称结构,只是参数选取有较大区别。转子部分则形式多样,有带启动鼠笼的永磁转子,也有内嵌式或表贴式纯永磁转子。转子铁芯可以制成实心结构,也可以叠片而成。转子上装有永磁体材料,大家习惯上称之为磁钢。

永磁电机正常工作下,转子与定子磁场处于同步状态,转子部分没有感应电流,无转子铜耗和磁滞、涡流损耗,不需要考虑转子损耗发热问题。一般永磁电机为专用变频器供电,天然具有软启动功能。另外,永磁电机属于同步电机,具有同步电机通过励磁强弱调节功率因数的特点,因而功率因数可以设计到规定数值。

从起动角度分析,缘于永磁电机由变频电源或配套变频器起动的实际,永磁电机的起动过程实现很容易;与变频电机的起动相似,规避了普通笼型异步电机的起动缺陷。

总之,永磁电机的效率和功率因数可以达到很高,结构非常简单,近十几年来市场十分火爆。

但是,失磁故障是永磁电机不可回避的问题,当电流过大或温度过高时,会导致电机绕组温度瞬间不断攀升、电流急剧增大,永磁体迅速失磁。在永磁电机控制中,设定了过电流保护装置,避免了电机定子绕组被烧毁的问题,但由此而导致的失磁和设备停运不可避免。

相对于其他电机,永磁电机在市场上的应用还不是很普及,无论对于电机制造者还是使用者,都有一些未知的技术盲区,特别是涉及到与变频器的匹配问题,往往会导致设计值与试验数据严重不符,必须反复验证。

6. 永磁同步电机能效

本文收集了电磁炉、复印机、打印机、传真机、燃气灶具、电动机、照明器具、变压器、平板电视、吸油烟机、热水机、冷水机、电弧焊机、微型计算机、家用太阳能热水器、机顶盒、通风机、工业锅炉、压缩机、交流接触器等数十项用电设备的能效限定值及能效等级强制性国家标准,供大家学习下载。

一、电动机能效限定值及能效等级强制性国家标准

GB 30253-2013 永磁同步电动机能效限定值及能效等级

GB 30254-2013 高压三相笼型异步电动机能效限定值及能效等级

GB 18613-2012 中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级

GB 25958-2010 小功率电动机能效限定值及能效等级

二、照明器具能效限定值及能效等级强制性国家标准

GB 30255-2013 普通照明用非定向自镇流LED灯能效限定值及能效等级

GB 19043-2013 普通照明用双端荧光灯能效限定值及能效等级

GB 19044-2013 普通照明用自镇流荧光灯能效限定值及能效等级

GB 29142-2012 单端无极荧光灯能效限定值及能效等级

GB 29143-2012 单端无极荧光灯用交流电子镇流器能效限定值及能效等级

GB 29144-2012 普通照明用自镇流无极荧光灯能效限定值及能效等级

GB 17896-2012 管形荧光灯镇流器能效限定值及能效等级

GB 20053-2006 金属卤化物灯用镇流器能效限定值及能效等级

GB 20054-2006 金属卤化物灯能效限定值及能效等级

GB 19573-2004 高压钠灯能效限定值及能效等级

三、家用电器能效限定值及能效等级强制性国家标准

GB 21456-2014 家用电磁灶能效限定值及能效等级

GB 30531-2014 商用燃气灶具能效限定值及能效等级

GB 30720-2014 家用燃气灶具能效限定值及能效等级

GB 26969-2011 家用太阳能热水系统能效限定值及能效等级

GB 24849-2010 家用和类似用途微波炉能效限定值及能效等级

GB 12021.6-2008 自动电饭锅能效限定值及能效等级

GB 21519-2008 储水式电热水器能效限定值及能效等级

GB 20665-2006 家用燃气快速热水器和燃气采暖热水炉能效限定值及能效等级

GB 29539-2013 吸油烟机能效限定值及能效等级.

四、数码产品能效限定值及能效等级强制性国家标准

GB 21521-2014 复印机、打印机和传真机能效限定值及能效等级

GB 24850-2013 平板电视能效限定值及能效等级

GB 28380-2012 微型计算机能效限定值及能效等级

GB 25956-2010 打印机、传真机能效限定值及能效等级

GB 25957-2010 数字电视接收器(机顶盒)能效限定值及能效等级

GB 21520-2008 计算机显示器能效限定值及能效等级

GB 21521-2008 复印机能效限定值及能效等级

五、定频空调、变频空调、空气调节器能效限定值及能效等级强制性国家标准

GB 21455-2013 转速可控型房间空气调节器能效限定值及能效等级

GB 29540-2013 溴化锂吸收式冷水机组能效限定值及能效等级

GB 29541-2013 热泵热水机(器)能效限定值及能效等级

GB 26920.1-2011 商用制冷器具能效限定值及能效等级 第1部分:远置冷凝机组冷藏陈列柜

GB 12021.3-2010 房间空气调节器能效限定值及能效等级

GB 19761-2009 通风机能效限定值及能效等级

GB 12021.9-2008 交流电风扇能效限定值及能效等级

六、其它

GB 20052-2013 三相配电变压器能效限定值及能效等级

GB 28736-2012 电弧焊机能效限定值及能效等级

GB 24848-2010 石油工业用加热炉能效限定值及能效等级

GB 24790-2009 电力变压器能效限定值及能效等级

GB 24500-2009 工业锅炉能效限定值及能效等级

GB 19153-2009 容积式空气压缩机能效限定值及能效等级

GB 21518-2008 交流接触器能效限定值及能效等级

7. 永磁同步电动机效率成了负数

首先是高温。电机永磁怕高温。如果温度超过150摄氏度,可能会失去励磁。另一个原因是,如果变频器的载波频率很低,也会引起正弦。不良的波形导致ID电流负值增大,失磁,表现为上述失磁性能,而电机的噪声和振动增大。

处理方法:

首先,要防止高温。在设置载波频率时,根据经验,正弦波需要少于20个点来控制,因此载波频率的设置等于20x工作频率。例如,大型200赫兹装置。

其载波频率应设置为20*200=4000Hz。载频不能太高,变频器太高会出现IGBT发热停机。不同制造商的标准,通用模块温度限制设置为85 C,设置时可以查询变频器厂家的参考设置。

8. 永磁同步电机 效率

优点:

1)效率高:在转子上嵌入永磁材料后,在正常工作时转子与定子磁场同步运行,转子绕组无感生电流,不存在转子电阻和磁滞损耗,提高了电机效率。

2)功率因数高:永磁同步电机转子中无感应电流励磁,定子绕组呈现阻性负载,电机的功率因数近于 1,减小了定子电流,提高了电机的效率。同时功率因数的提高,提高了电网品质因数,减小了输变电线路的损耗,输变电容量也可降低,节省 了电网投资。

3)起动转矩大:在需要大起动转矩的设备(如油田抽油电机 )中,可以用较小容量 的永磁 电机替代较大容量的Y 系列电机。如果 37 kw 永磁同步电机代替45kW ~55 kW 的 Y 系列电机,较好地解决了“大马拉小车”的现象,节省了设备投入费用,提高了系统 的运行效能。

4)力能指 标好 :Y 系列 电机在 60%的负荷下工作时,效率下降 15%,功率因数下降 30%,力能指标下降40%;而永磁同步电机的效率和功率因数下降甚微,当电机只有 20%负荷时,其力能指标仍为满负荷的 80%以上。

5)温升低:转子绕组中不存在电阻损耗,定子绕组中几乎不存在无功电流,因而电机温升低。

6 )体积小,重量轻 ,耗材少:同容量 的永磁同步电机体积、重量、所用材料可以减小 30%左右。

7)可大气隙化,便于构成新型磁路。

8 )电枢反应小 ,抗过载能力强。

缺点:

永磁材料在受到振动、高温和过载电流作用时,其导磁性能可能会下降,或发生退磁现象,有可能降低永磁电动机的性能。另外,稀土式永磁同步电动机要用到稀土材料,制造成本不太稳定。

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