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永磁电动机的节能

2018-08-03 10:27:23 阅读()

       1永磁同步电动机的损耗构成
       一、定子绕组电阻损耗
       定子绕组电阻损耗PCu可按常规公式计算

                                                        
       二、铁心损耗
       永磁同步电动机的铁损耗ρFe不仅与电动机所采用的硅钢片材料有关,而且随电动机的工作温度、负载大小的变化而变化。这是因为电动机温度和负载的变化导致电动机中永磁体工作点改变,定子齿、部磁密也随之变化,从而影响到电动机的铁损耗。工作温度越高,负载越大,定子齿、部的磁密越小,电动机的铁损耗就越小。
       永磁同步电动机铁损耗的准确计算非常困难,这是因为其定子齿、轭部磁饱和严重,且磁通谐波含量非常丰富。工程上常采用与感应电动机类似的铁损耗计算公式,然后根据实验值进行修正。
       永磁同步电动机在某负载下运行时,从相量图可求出其气隙基波合成电动势为 
                                                      
  上两式中 E0一一转子励磁电动势;
                  Id——定子直轴电流;
               Xad一一定子直轴同步电抗;
                  Iq一一定子交轴电流;
               Xaq一一定子交轴同步电抗;
                   f一一电源、频率;
               Kdp一一绕组因数;
                 N一一定子绕组每相串联臣数;
               Kφ一一气隙磁场的波形系数。
       由合成磁通不难求出定子齿、轭部磁密,进而求出电动机的铁损耗。
       三、机械损耗
       永磁同步电动机的机械损耗同其他电动机一样,与其所采用的轴承、润滑剂、冷却风扇和电动机的装配质量等有关,其机械损耗可根据实测值或参考其他电动机机械损耗的计算方法计算。
      四、杂散损耗
      永磁同步电动机的杂散损耗A目前还没有一个准确实用的计算公式,一般均根据具体情况和经验选取。
随着负载的增加,电动机电流随之增大,杂散损耗近似与电流的平方成正比。当定子相电流为I1时,电动机的杂散损耗可用下式近似计算
                                                                 
   式中 P△N一一电动机输出额定功率时的杂散损耗,W。
       异步起动稀土永磁三相同步电动机(简称为稀土永磁电动机或稀土电动机〉的运行原理与电励磁同步电动机相同,是在感应电动机的基础上,在其转子导条内侧镶人稀土永磁磁钢作为磁极,由永磁体提供的磁通替代励磁绕组励磁。与普通同步电动机相比,稀土电动机的转子不需外加励磁电源,消除了励磁损耗;稀土电动机与异步电动机相比,稀土电动机减少了定子绕组的励磁电流和转子的铜、铁损耗,大幅度减少了无功电流,提高了功率因数与效率,降低了电动机的温升。稀土永磁电动机的额定效率可达到94%以上,高于同规格普通异步电动机约4个百分点。
        2减小永磁同步电动机损耗的方法与节能运行方式
       节能效果的好坏通过效率和功率因数来衡量。稀土电动机效率的提高来源于三方面:①在其结构与原理方面,减少了转子的铜损耗和铁损耗;②在材料方面,采用低损耗、高磁导率的优质冷轧硅钢板,减小了铁损耗;③采取合理的设计与措施,有效地降低漏磁损耗与杂散损耗。因此,稀土电动机比高效异步电动机有更高的效率。
       稀土电动机功率因数的提高是由空载反电动势大小决定的,合理设计空载反电动势可以得到最佳的功率因数。这也是稀土永磁同步电动机有别于高效异步电动机非常重要的特点。
       上个章节对永磁同步电动机在不同空载反电动势和不同负荷的条件下运行进行了详细分析,结果表明,永磁同步电动机比异步电动机节能效果好。同时也表明,要降低永磁同步电动机的损耗,需将Eo值控制在额定电压土2.5%范围。

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