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小功率同步电动机的应用(小功率同步电动机的应

来源:www.xrdq.ne   时间:2022-12-26 20:17   点击:166  编辑:admin   手机版

1. 小功率同步电动机的应用领域

异步电动机的主要分类用途

异步电动机是工农业中用得最多的一种电动机,其容量从几十瓦到几千千瓦,在国民经济的各行各业应用极为广泛。

例如,在工业方面:中小型的轧钢设备、各种金属切割机床、轻工机械、矿山上的卷扬机和通风机等,都用异步电动机来拖动。

在农业方面:水泵、脱粒机、粉碎机和其他农副产品加工机械,也都用异步电动机拖动。

此外,在人民日常生活中,异步电动机也用得很多,例如,电扇、冷冻机、多种医疗机械等等。总之,异步电动机应用范围广、需要量大,随着电气化自动化的发展,它在工农业生产和人民生活中占着很重要的地位。

异步电动机也可以作为发电机使用,但一般只在特殊情况下才应用。

异步电动机之所以用得这么普遍,主要是由于它的结构简单、制造容易、价格低廉、坚固耐用,并且还有较高的效率和适用的工作特性。

但是,异步电动机也有其缺点,异步电动机必须从电网吸收落后的无功功率,因此它的功率因数总是小于1。由于在电网的负载中,异步电动机最多,它们所需要落后的无功功率对电网来说,是一个沉重的负担,既增加了输电过程的损耗,也妨碍了有功功率的输出。当负载需要的电动机单机容量较大,而电网功率因数又比较低时。最好还是采用同步电动机来拖动。

异步电动机按定子绕组的相数分:有单相异步电动机和三相异步电动机。在没有三相电源或者所需的功率很小时,应采用单相电动机,单相电动机的功率一般不超过3~4千瓦,在日常生活中,用得较多。在工农业生产中,绝大多数用的是三相异步电动机。

三相异步电动机有两种基本类型。一种是鼠笼式异步电动机,这种电动机的转子绕组形状像一个笼子。

在鼠笼式异步电动机中,又分为单鼠笼、双鼠笼和深槽式几种;另一种就是绕线式异步电动机,它的转子绕组和定子绕组基本上一样,也是三相绕组,可以联成星形或三角形。

2. 同步电动机优点

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。

3. 同步电动机最大的优点

  直流电机具有响应快速、较大的起动转矩、从零转速至额定转速具备可提供额定转矩的性能,但直流电机的优点也正是它的缺点,因为直流电机要产生额定负载下恒定转矩的性能,则电枢磁场与转子磁场须恒维持90°,这就要藉由碳刷及整流子。碳刷及整流子在电机转动时会产生火花、碳粉因此除了会造成组件损坏之外,使用场合也受到限制。 交流电机没有碳刷及整流子,免维护、坚固、应用广,但特性上若要达到相当于直流电机的性能须用复杂控制技术才能达到。交流电动机分为异步电动机和同步电动机两类。异步电动机按照定子相数的不同分为单相异步电动机、两相异步电动机和三相异步电动机。三相异步电动机结构简单,运行可靠,成本低廉等。

4. 大功率同步电机

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. 同步电动机的特点

同步电机和感应电机一样是一种常用的交流电机。特点是:稳态运行时,转子的转速和电网频率之间又不变得关系n=ns=60f/p,ns成为同步转速。若电网的频率不变,则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关。

异步电动机作电动机运行的异步电机。因其转子绕组电流是感应产生的,又称感应电动机。异步电动机是各类电动机中应用最广、需要量最大的一种。各国的以电为动力的机械中,约有90%左右为异步电动机,其中小型异步电动机约占70%以上。在电力系统的总负荷中,异步电动机的用电量占相当大的比重。在中国,异步电动机的用电量约占总负荷的60%多。

直流电动机用的是直流电源,定义输出或输入为直流电能的旋转电机,称为直流电机,它是能实现直流电能和机械能互相转换的电机。当它作电动机运行时是直流电动机,将电能转换为机械能;作发电机运行时是直流发电机,将机械能转换为电能。

直流电动机一般做发电机使用,回馈电网。

6. 简述同步电动机的性能特点

简单来讲,可以这样理解:

1、异步电动机的同步转速是指加在电机输入端的交流电产生的旋转磁场的速度,这个速度就叫同步速度,计算公式是n=60f/P,f:交流电的频率,P:电机极对数,以国内电网50Hz为例,对于4极电机(2对极)的同步速度=60×50/2=1500RPM.

2、异步电动机的转子速度在理论空载下等于同步速度,但实际上不可能做到。两者之差为转差速度,这个值除以同步速度则得到转差率。负载越大,转子速度越小,转差率越大。实际应用中:电机铭牌上的速度为转子速度。

7. 同步电动机用在哪些方面?

同步电机一般用在“大型及不用调速的电机”或发电机上面,而异步电机用的极为广泛,基本上到处可见,尤其是对成本敏感的民用领域。

8. 同步电动机的效率

从性能上看,永磁同步电机在瞬态仍然可以保证较高的效率(95% 左右),同时有着更大的功率密度,因此适用于频繁起停的工况以及较小的乘用车布置空间。而感应电动机胜在成本低、可靠性更高,同时稳态的效率也不错(大部分工况 85%~90% 以上),因而在高速路网发达的工况以及较大的乘用车布置空间的条件下,感应电机可以满足需求。

交流异步电机是由定子绕组组成的旋转磁场与转子绕组中感应电流的磁场相互作用而产生电磁转扭驱动转子旋转的交流电动机。

交流异步电机的转子滞后于现场速度,所以它的转子必须比磁场旋转得更慢。转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速旋转,存在转差率,这样可以感应转子电流,产生扭矩以驱动附加的负载,同时克服内部损耗。

9. 小功率同步电动机的应用领域有哪些

同步电机优点:同步电动机的功率因数可以调节,在不要求调速的场合,应用大型同步电动机可以提高运行效率。

同步电机缺点:成本相比较与异步电机而言较高。

同步电机的主要应用有三种,即作为发电机、电动机和补偿机。作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式。小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。同步电机还可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载,靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率,以达到改善电网功率因数或籂钉焚固莳改锋爽福鲸者调节电网电压的目的。

异步电机优点:异步电机是一种交流电机,其负载时的转速与所接电网的频率之比不是恒定关系。因此,它具有结构简单,制造、使用和维护方便,运行可靠以及质量较小,成本较低等优点。

异步电机有较高的运行效率和较好的工作特性,从空载到满载范围内接近恒速运行,能满足大多数工农业生产机械的传动要求。异步电机缺点:由于异步电机的转速与其旋转磁场转速有一定的转差关系,其调速性能较差(交流换向器电动机除外)。对要求较宽广和平滑调速范围的交通运输机械、轧机、大型机床、印染及造纸机械等,采用直流电机较经济、方便。

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