永磁同步电机振动噪声机理

01永磁电机的优势。
    电机是以磁场为媒介实现电能转换为机械能的机电装置。为了在电机中建立必要的磁场,存在不同的方式。微小型直流电机使用永磁体作为定子,形成稳定磁场,通过直流供电,换向装置,使转子产生交变磁场;较大功率的直流电机通过直流励磁使定子产生稳定磁场,再通过直流供电,换向装置,使转子产生交变磁场;交流异步电机通过交流供电,使定子产生交变磁场,转子通过感应定子的磁场再产生磁场;永磁同步电机使用永磁体作为转子,形成稳定磁场,通过交流供电,使定子产生交变磁场;励磁电机通过直流励磁使定子产生稳定磁场,通过交流供电,使定子产生交变磁场。相比其它类型的电机,永磁同步电机具有以下优势。

01 损耗低、温升低
    由于永磁同步电动机的磁场是由永磁体产生的,从而避免通过励磁电流来产生磁场而导致的励磁损耗,即铜耗;转子运行无电流,显著降低电动机温升,在相同负载情况下温升低20K以上。

02 功率因数高
   永磁同步电动机功率因数高,且与电动机极数无关,电动机满负载时功率因数接近1,这样相比异步电动机,其电动机电流更小,相应地电动机的定子铜耗更小,效率也更高。而异步电动机随着电动机极数的增加,功率因数越来越低。而且,因为永磁同步电动机功率因数高,电动机配套的电源(变压器)容量理论上是可以降低,同时可以降低配套的开关设备和电缆等规格。

03 效率高
   相比异步电动机,永磁同步电动机在轻载时效率值要高很多,其高效运行范围宽,在25%~120%范围内效率大于90%,永磁同步电动机额定效率可达现行国标的1级能效要求,这是其在节能方面,相比异步电动机最大的一个优势。实际运行中,电动机在驱动负载时很少以满功率运行。其原因是:一方面,设计人员在电动机选型时,一般是依据负载的极限工况来确定电动机功率,而极限工况出现的机会是很少的,同时,为防止在异常工况时烧损电动机,设计时也会进一步给电动机的功率留裕量;另一方面,电动机制造商为保证电动机的可靠性,通常会在用户要求的功率基础上,进一步留一定的功率裕量。这样就导致实际运行的电动机,大多数工作在额定功率的70%以下,特别是驱动风机或泵类负载,电动机通常工作在轻载区。对异步电动机来讲,其轻载效率很低,而永磁同步电动机在轻载区,仍能保持较高的效率。

04 可靠性高
 从电机本体来对比,永磁同步变频调速电机与异步电机的可靠性相当,但由于永磁同步电机结构的灵活性,便于实现直接驱动负载,省去可靠性不高 的减速箱;在某些负载条件下甚至可以将电机设计在其驱动装置的内部,如风力发电直驱装置,石油钻机的绞车驱动装置,从而可以省去传统电机故障率高的轴承: 大大提高了传动系统的可靠性。
05 体积小,功率密度大
 永磁同步变频调速电机体积小,功率密度大的优势,集中体现在驱动低速大扭矩的负载时,一个是电机的极数的增多,电机体积可以缩小。还有就 是:电机效率的增高,相应地损耗降低,电机温升减小,则在采用相同绝缘等级的情况下,电机的体积可以设计的更小;电机结构的灵活性,可以省去电机内许多无 效部分,如绕组端部,转子端环等,相应体积可以更小。

06 其它优势
    永磁同步电动机还具有高启动转矩、启动时间较短、高过载能力的优点,可以根据实际轴功率降低设备驱动电动机的装机容量,节约能源同时减少固定资产的投资。永磁同步电动机控制方便,转速恒定,不随负载的波动、电压的波动而变化,只决定于频率,运行平稳可靠。由于转速严格同步,动态响应性能好,适合变频控制。永磁同步电动机的安装外形尺寸符合IEC标准,可以直接替换三相异步电动机,防护等级可以做到IP54和IP55,个别厂家还生产防爆型永磁同步电动机。

该付费内容为:从机理上讲解永磁电机振动噪声

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