永磁同步電機振動噪聲機理

01永磁電機的優勢。
    電機是以磁場為媒介實現電能轉換為機械能的機電裝置。為了在電機中建立必要的磁場,存在不同的方式。微小型直流電機使用永磁體作為定子,形成穩定磁場,通過直流供電,換向裝置,使轉子產生交變磁場;較大功率的直流電機通過直流勵磁使定子產生穩定磁場,再通過直流供電,換向裝置,使轉子產生交變磁場;交流異步電機通過交流供電,使定子產生交變磁場,轉子通過感應定子的磁場再產生磁場;永磁同步電機使用永磁體作為轉子,形成穩定磁場,通過交流供電,使定子產生交變磁場;勵磁電機通過直流勵磁使定子產生穩定磁場,通過交流供電,使定子產生交變磁場。相比其它類型的電機,永磁同步電機具有以下優勢。

01 損耗低、溫升低
    由于永磁同步電動機的磁場是由永磁體產生的,從而避免通過勵磁電流來產生磁場而導致的勵磁損耗,即銅耗;轉子運行無電流,顯著降低電動機溫升,在相同負載情況下溫升低20K以上。

02 功率因數高
   永磁同步電動機功率因數高,且與電動機極數無關,電動機滿負載時功率因數接近1,這樣相比異步電動機,其電動機電流更小,相應地電動機的定子銅耗更小,效率也更高。而異步電動機隨著電動機極數的增加,功率因數越來越低。而且,因為永磁同步電動機功率因數高,電動機配套的電源(變壓器)容量理論上是可以降低,同時可以降低配套的開關設備和電纜等規格。

03 效率高
   相比異步電動機,永磁同步電動機在輕載時效率值要高很多,其高效運行范圍寬,在25%~120%范圍內效率大于90%,永磁同步電動機額定效率可達現行國標的1級能效要求,這是其在節能方面,相比異步電動機最大的一個優勢。實際運行中,電動機在驅動負載時很少以滿功率運行。其原因是:一方面,設計人員在電動機選型時,一般是依據負載的極限工況來確定電動機功率,而極限工況出現的機會是很少的,同時,為防止在異常工況時燒損電動機,設計時也會進一步給電動機的功率留裕量;另一方面,電動機制造商為保證電動機的可靠性,通常會在用戶要求的功率基礎上,進一步留一定的功率裕量。這樣就導致實際運行的電動機,大多數工作在額定功率的70%以下,特別是驅動風機或泵類負載,電動機通常工作在輕載區。對異步電動機來講,其輕載效率很低,而永磁同步電動機在輕載區,仍能保持較高的效率。

04 可靠性高
 從電機本體來對比,永磁同步變頻調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部,如風力發電直驅裝置,石油鉆機的絞車驅動裝置,從而可以省去傳統電機故障率高的軸承: 大大提高了傳動系統的可靠性。
05 體積小,功率密度大
 永磁同步變頻調速電機體積小,功率密度大的優勢,集中體現在驅動低速大扭矩的負載時,一個是電機的極數的增多,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,可以省去電機內許多無 效部分,如繞組端部,轉子端環等,相應體積可以更小。

06 其它優勢
    永磁同步電動機還具有高啟動轉矩、啟動時間較短、高過載能力的優點,可以根據實際軸功率降低設備驅動電動機的裝機容量,節約能源同時減少固定資產的投資。永磁同步電動機控制方便,轉速恒定,不隨負載的波動、電壓的波動而變化,只決定于頻率,運行平穩可靠。由于轉速嚴格同步,動態響應性能好,適合變頻控制。永磁同步電動機的安裝外形尺寸符合IEC標準,可以直接替換三相異步電動機,防護等級可以做到IP54和IP55,個別廠家還生產防爆型永磁同步電動機。

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從機理上講解永磁電機振動噪聲

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