1. 永磁同步电动机和异步电动机
永磁电机里面使用一定数量的永磁体。永磁体是一种能量密度比较高的磁性物质,它的使用可以使永磁电机的效率有一定的提高。一般来说,相同功率等级的永磁电机与异步电机比较,永磁电机的效率大于异步电机的效率15%左右。由此可见,永磁电机耗电量较异步电机少15%左右。
2. 永磁同步电机和三相异步电动机
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。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。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。
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。
3. 永磁同步电机电动和发电
计算一台电动机的用电量必须区分三相,单相还是直流电机。必须知道电压,电流,以及功率因数,再就是运行时间。计算公式:
1,三相电机用电量=三相电机功率x运行时间。三相电机功率=1.732x线电压x线电流x功率因数。
2,单相电机用电量=单相电机功率x运行时间。单相电机功率=电压x电流x功率因数。
3,直流电机用电量=直流电机功率x运行时间。直流电机功率=电压x电流。
4. 异步电机与永磁同步电机
1、结构简单 运行可靠
永磁电机采用稀土永磁材料替代了异步电机的励磁绕组,结构简单、运行可靠。
2、体积小,重量轻,耗材少
由于稀土永磁材料的高磁能积和高矫顽力,实现了电机磁路系统的小型化、轻量化。
3、节能高效
一是由于磁路系统的小型化,绕组亦趋小,从而减少了电机的铜损和铁损,效率提高;二是在转子上嵌人稀土永磁材料后,在正常工作时转子与定子磁场同步运行,转子因无绕组所以无感生电流,不存在转子电阻和磁滞损耗;三是定子电流中无励磁电流分量,功率因数高,定子电流小,定子侧铜损下降,提高了电机效率。
4、调速大转矩
可通过附带控制柜根据工况需求和变化调整转速获得理想的转速和足够大的与工艺要求相匹配的转矩。避免无谓的功率消耗。
5、起动力矩大
在需要大启动转矩的设备中,较好地解决了“大马拉小车”的现象,提高了系统的运行效能。
5. 永磁同步电动机和异步电动机哪个好
答永磁异步电机与同步电机的区别是永磁异步电机的转子是永磁铁的,而同步电机的转子是硅钢片的。异步电机的机械转速是低于磁场转速的,而同步电机的机械转速和磁场转速相同。
6. 永磁同步电机与异步电机
特点与优势
优势
驱动系统使用永磁同步无齿曳引机。由于永磁同步无齿曳引机与传统的蜗轮、蜗杆传动的曳引机相比具有如下优点: 永磁同步曳引机
1、永磁同步无齿曳引机是直接驱动,没有蜗轮、蜗杆传动副,永磁同步电机没有作异步电机所需非常占地方的定子线圈,而制作永磁同步电机的主要材料是高能量密度的高剩磁感应和高矫顽力的钕铁硼,其气隙磁密一般达到0.75T以上,所以可以做到体积小和重量轻。 2、传动效率高。由于采用了永磁同步电机直接驱动(没有蜗轮蜗杆传动副)其传动效率可以提高20%~30%。 3、永磁同步无齿曳引机由于不存在一个异步电机在高速运行时轴承所发生的噪声和不存在蜗轮蜗杆副接触传动时所发生噪声,所以整机噪声可降低5~10db(A)。 4、能耗低。 从永磁同步电机工作原理可知其励磁是由永磁铁来实现的,不需要定子额外提供励磁电流,因而电机的功率因数可以达到很高(理论上可以达到1)。同时永磁同步电机的转子无电流通过,不存在转子耗损问题 。一般比异步电机降低45%~60% 耗损。由于没有效率低、高能耗蜗轮蜗杆传动副,能耗进一步降低。 5、永磁同步无齿曳引机由于不存在齿廓磨损问题和不需要定期更换润滑油,因此其使用寿命长,且基本不用维修。在近期如果能尽快解决生产永磁同步电机成本问题,永磁同步无齿曳引机将代替由蜗轮蜗杆传动副异步电机组成的曳引机。当然将来超导电力拖动技术和磁悬浮驱动技术也会在电梯上应用。
特点
1、节能、驱动系统动态性能好: 采用多极低速直接驱动的永磁同步曳引机,无需庞大的机械传动效率仅为70%左右的蜗轮、蜗杆减速齿轮箱;与感应电动机相比,无需从电网汲取无功电流,因而功率因数高;因没有激磁绕组没有激磁损耗,故发热小,因而无需风扇、无风摩耗,效率高;采用磁场定向矢量变换控制,具有和直流电动机一样优良的转矩控制特性,起、制动电流明显低于感应电动机,所需电动机功率和变频器容量都得到减小。 2、平稳、噪声低: 低速直接驱动,故轴承噪声低,无风扇、无蜗轮蜗杆噪声。噪声一般可低5~10分贝,减小对环境噪声污染。 3、建筑空间: 永磁同步曳引机
无庞大减速齿轮箱、无激磁绕组、采用高性能钕铁硼永磁材料,故电机体积小,重量轻,可缩小机房或无需机房。 4、寿命长、安全可靠: 永磁同步曳引机 电机无需电刷和集电环,故使用寿命长,且无齿轮箱的油气,对环境污染少。 5、维护费用少:刷、无减速箱,维护简单。 相对于有齿轮式曳引机,永磁同步曳引机具节能环保之绝对优势,此于欧洲日本早有认知,近来于中国业界亦多有论述。除以上客户端能明显体认之优点外,于安全性之层面:因结构简化,具刚性直轴制动的特点,提供全时上下行超速保护能力外,利用永磁电机的反电动势特点,实现蜗轮蜗杆之自锁功能,为电梯系统与乘客提供多层安全防护。于应用面之层面:因永磁同步曳引机小型化及薄型化特点,对电梯配置安排及与建筑物间整合空间的搭配性,大大提升,相信对建筑设计师提供更大的弹性设计空间,间接改善人于建物空间中之使用机能与品质。
编辑本段工作原理
同步发电机为了实现能量的转换,需要有一个直流磁场而产生这个磁场的直流电流,称为发电机的励磁电流。根据励磁电流的供给方式,凡是从其它电源获得励磁电流的发电机,称为他励发电机,从发电机本身获得励磁电源的,则称为自励发电机。 永磁同步曳引机
一、
获得励磁电流的方式
1、直流发电机供电的励磁方式:这种励磁方式的发电机具有专用的直流发电机,这种专用的直流发电机称为直流励磁机,励磁机一般与发电机同轴,发电机的励磁绕组通过装在大轴上的滑环及固定电刷从励磁机获得直流电流。这种励磁方式具有励磁电流独立,工作比较可靠和减少自用电消耗量等优点,是过去几十年间发电机主要励磁方式,具有较成熟的运行经验。缺点是励磁调节速度较慢,维护工作量大,故在10MW以上的机组中很少采用。 2、交流励磁机供电的励磁方式,现代大容量发电机有的采用交流励磁机提供励磁电流。交流励磁机也装在发电机大轴上,它输出的交流电流经整流后供给发电机转子励磁,此时,发电机的励磁方式属他励磁方式,又由于采用静止的整流装置,故又称为他励静止励磁,交流副励磁机提供励磁电流。交流副励磁机可以是永磁机或是具有自励恒压装置的交流发电机。为了提高励磁调节速度,交流励磁机通常采用100——200HZ的中频发电机,而交流副励磁机则采用400——500HZ的中频发电机。这种发电机的直流励磁绕组和三相交流绕组都绕在定子槽内,转子只有齿与槽而没有绕组,像个齿轮,因此,它没有电刷,滑环等转动接触部件,具有工作可靠,结构简单,制造工艺方便等优点。缺点是噪音较大,交流电势的谐波分量也较大。 永磁同步曳引机
3、无励磁机的励磁方式: 在励磁方式中不设置专门的励磁机,而从发电机本身取得励磁电源,经整流后再供给发电机本身励磁,称自励式静止励磁。自励式静止励磁可分为自并励和自复励两种方式。自并励方式它通过接在发电机出口的整流变压器取得励磁电流,经整流后供给发电机励磁,这种励磁方式具有结简单,设备少,投资省和维护工作量少等优点。自复励磁方式除没有整流变压外,还设有串联在发电机定子回路的大功率电流互感器。这种互感器的作用是在发生短路时,给发电机提供较大的励磁电流,以弥补整流变压器输出的不足。这种励磁方式具有两种励磁电源,通过整流变压器获得的电压电源和通过串联变压器获得的电流源。 曳引机
与励磁电流有关特性
1、电压的调节 自动调节励磁系统可以看成为一个以电压为被调量的负反馈控制系统。无功负荷电流是造成发电机端电压下降的主要原因,当励磁电流不变时,发电机的端电压将随无功电流的增大而降低。但是为了满足用户对电能质量的要求,发电机的端电压应基本保持不变,实现这一要求的办法是随无功电流的变化调节发电机的励磁电流。 2、无功功率的调节: 发电机与系统并联运行时,可以认为是与无限大容量电源的母线运行,要改变发电机励磁电流,感应电势和定子电流也跟着变化,此时发电机的无功电流也跟着变化。当发电机与无限大容量系统并联运行时,为了改变发电机的无功功率,必须调节发电机的励磁电流。此时改变的发电机励磁电流并不是通常所说的“调压”,而是只是改变了送入系统的无功功率。 3、无功负荷的分配: 并联运行的发电机根据各自的额定容量,按比例进行无功电流的分配。大容量发电机应负担较多无功负荷,而容量较小的则负提供较少的无功负荷。为了实现无功负荷能自动分配,可以通过自动高压调节的励磁装置,改变发电机励磁电流维持其端电压不变,还可对发电机电压调节特性的倾斜度进行调整,以实现并联运行发电机无功负荷的合理分配。
自动调节励磁电流的方法
在改变发电机的励磁电流中,一般不直接在其转子回路中进行,因为该回路中电流很大,不便于进行直接调节,通常采用的方法是改变励磁机的励磁电流,以达到调节发电机转子电流的目的。常用的方法有改变励磁机励磁回路的电阻,改变励磁机的附加励磁电流,改变 可控硅的导通角等。这里主要讲改变可控硅导通角的方法,它是根据发电机电压、电流或功率因数的变化,相应地改变可控硅整流器的导通角,于是发电机的励磁电流便跟着改变。这套装置一般由晶体管,可控硅电子元件构成,具有灵敏、快速、无失灵区、输出功率大、体积小和重量轻等优点。在事故情况下能有效地抑制发电机的过电压和实现快速灭磁。自动调节励磁装置通常由测量单元、同步单元、放大单元、调差单元、稳定单元、限制单元及一些辅助单元构成。被测量信号(如电压、电流等),经测量单元变换后与给定值相比较,然后将比较结果(偏差)经前置放大单元和功率放大单元放大,并用于控制可控硅的导通角,以达到调节发电机励磁电流的目的。同步单元的作用是使移相部分输出的触发脉冲与可控硅整流器的交流励磁电源同步,以保证控硅的正确触发。调差单元的作用是为了使并联运行的发电机能稳定和合理地分配无功负荷。稳定单元是为了改善电力系统的稳定而引进的单元 。励磁系统稳定单元 用于改善励磁系统的稳定性。限制单元是为了使发电机不致在过励磁或欠励磁的条件下运行而设置的。必须指出并不是每一种自动调节励磁装置都具有上述各种单元,一种调节器装置所具有的单元与其担负的具体任务有关。
调节励磁的组成部件及辅助设备
自动调节励磁的组成部件有机端电压互感器、机端电流互感器、励磁变压器;励磁装置需要提供以下电流,厂用AC380v、厂用DC220v控制电源.厂用DC220v合闸电源;需要提供以下空接点,自动开机.自动停机.并网(一常开,一常闭)增,减;需要提供以下模拟信号,发电机机端电压100V,发电机机端电流5A,母线电压100V,励磁装置输出以下继电器接点信号;励磁变过流,失磁,励磁装置异常等。 励磁控制、保护及信号回路由灭磁开关,助磁电路、风机、灭磁开关偷跳、励磁变过流、调节器故障、发电机工况异常、电量变送器等组成。在同步发电机发生内部故障时除了必须解列外,还必须灭磁,把转子磁场尽快地减弱到最小程度,保证转子不过的情况下,使灭磁时间尽可能缩短,是灭磁装置的主要功能。根据额定励磁电压的大小可分为线性电阻灭磁和非线性电阻灭磁。 永磁同步曳引机 近十多年来,由于新技术,新工艺和新器件的涌现和使用,使得发电机的励磁方式得到了不断的发展和完善。在自动调节励磁装置方面,也不断研制和推广使用了许多新型的调节装置。由于采用微机计算机用软件实现的自动调节励磁装置有显著优点,目前很多国家都在研制和试验用微型机计算机配以相应的外部设备构成的数字自动调节励磁装置,这种调节装置将能实现自适应最佳调节。