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磁阻电机与永磁电机优缺点?

105 2023-12-07 18:08 admin   手机版

一、磁阻电机与永磁电机优缺点?

磁阻电机和永磁电机都属于同步电机,但它们的结构和工作原理有所不同,因此它们的优缺点也不同。

磁阻电机的优点:

1. 高效率:磁阻电机的转子没有永磁体,因此转子损耗小,效率高。

2. 高扭矩:磁阻电机的转子上有磁阻极,可以产生较大的转矩。

3. 低成本:磁阻电机的制造成本相对较低。

磁阻电机的缺点:

1. 复杂结构:磁阻电机的结构比较复杂,需要较高的制造技术和工艺。

2. 需要传感器:磁阻电机需要传感器来检测转子位置,增加了系统的复杂度。

3. 低速性能差:磁阻电机在低速时容易失步,需要控制器进行调整。

永磁电机的优点:

1. 高效率:永磁电机的转子上有永磁体,转子损耗小,效率高。

2. 简单结构:永磁电机的结构相对简单,制造成本较低。

3. 高速性能好:永磁电机在高速时性能稳定,不易失步。

永磁电机的缺点:

1. 低扭矩:永磁电机的转子上只有永磁体,转矩较小。

2. 易磁化:永磁体容易磁化,受温度和磁场的影响较大。

3. 难以控制:永磁电机的控制难度较大,需要较高的控制技术。

二、开关磁阻电动机的优缺点?

  开关磁阻电动机和步进电机的唯一区别是:SRM的开通和关断角是可以控制的; 而步进电机是固定的。  

1、开关磁阻电动机有较大的电动机利用系数,可以是感应电动机利用系数的1.2~1.4倍。  

2、电动机的结构简单,转子上没有任何形式的绕组;定子上只有简单的集中绕组,端部较短,没有相间跨接线。因此,具有制造工序少、成本低、工作可靠、维修量小等特点。  

3、开关磁阻电动机的转矩与电流极性无关,只需要单向的电流激励,理想上公率变换电路中每相可以只用一个开关元件,且与电动机绕组串联,不会像PWM逆变器电源那样,存在两个开关元件直通的危险。所以,开关磁阻电动机驱动系统SED线路简单,可靠性高,成本低于PWM交流调速系统。  

4、开关磁阻电动机转子的结构形式对转速限制小,可制成高转速电动机,而且转子的转动惯量小,在电流每次换相时又可以随时改变相匝转矩的大小和方向,因而系统有良好的动态响应。  

5、SRD系统可以通过对电流的导通、断开和对幅值的控制,得到满足不同负载要求的机械特性,易于实现系统的软启动和四象限运行等功能,控制灵活。又由于SRD系统是自同步系统运行,不会像变频供电的感应电动机那样在低频时出现不稳定和振荡问题。  

6、由于SR开关磁阻电动机采用了独特的结构和设计方法以及相应的控制技巧,其单位处理可以与感应电动机相媲美,甚至还略占优势。SRD系统的效率和功率密度在宽广的速度和负载范围内都可以维持在教导水平。

三、永磁同步电机和永磁磁阻电机区别?

永磁同步电动机属于异步启动永磁同步电动机,其磁场系统由一个或多个永磁体组成,通常是在用铸铝或铜条焊接而成的笼型转子的内部,按所需的极数装镶有永磁体的磁极。定子结构与异步电动机类似。 磁阻同步电动机 磁阻同步电动机也称反应式同步电动机,是利用转子交轴和直轴磁阻不等而产生磁阻转矩的同步电动机,其定子与异步电动机的定子结构类似,只是转子结构不同。

磁滞同步电动机是利用磁滞材料产生磁滞转矩

四、永磁转矩和磁阻转矩公式?

永磁转矩公式为τ_p = 1/2μ_0B_p^2V_psin2θ,其中τ_p为永磁体的转矩,μ_0为真空磁导率,B_p为永磁体表面磁感强度,V_p为永磁体体积,θ为永磁体磁场和转子之间的夹角。磁阻转矩公式为τ_r = (1/2)B_r^2V_psinqsin2θ,其中τ_r为磁阻转矩,B_r为转子磁场的平均值,V_p为转子体积,θ为磁场和转子之间的夹角,q为磁阻转矩因子。 对于永磁转矩和磁阻转矩,需要注意的是,永磁转矩是由永磁磁体产生的恒定磁场产生的,磁阻转矩是由电源驱动电流产生的变化磁场产生的。另外,永磁转矩在旋转过程中是恒定的,磁阻转矩在旋转过程中是不均匀的。

五、永磁同步电动机优缺点?

永磁同步电动机优点,结构较为简单,降低了加工和装配费用,且省去了容易出问题的集电环和电刷,提高了电动机运行的可靠性;又因无需励磁电流,没有励磁损耗,提高了电动机的效率和功率密度。

缺点:由于永磁同步电动机转子为永磁体,无法调节,必须通过加定子直轴去磁电流分量来削弱磁场,这会增大定子的电流,增加电动机的铜耗

六、永磁无刷电动机的优缺点?

1)高效率:永磁无刷直流电动机在所有电动机中效率最高,这是因为励磁采用了永磁体,没有功率消耗。没有机械式换向器和电刷意味着机械摩擦损耗低,因此效率更高。

  2)体积小:最近高能量密度永磁体(稀土永磁体)的引入使永磁无刷直流电动机能获得非常高的磁通密度,这就相应地有可能获得高转矩,从而能使电动机体积小而且重量轻。

  3)易控制:永磁无刷直流电动机与直流电动机一样易于控制,因为在电动机的全运行过程中控制变量容易获得,且保持不变。

  4)易冷却:转子中没有环行电流,因此永磁无刷直流电动机的转子不会发热,仅在定子上有热量产生。定子比转子更易于冷却,因为定子是静止的,且位于电动机的边缘。

  5)低廉的维护、显著的长寿命和可靠性:没有电刷和机械式换向器就不需要相关的定期维护,排除了相关部件出现故障的危险。因此,电动汽车电机的寿命仅随绕组绝缘、轴承和永磁体寿命而变化。

  6)低噪声:由于采用电子换向器,而不是机械式换向器,故不存在与换向器相伴随的噪声。驱动逆变器的开关频率足够高,致使谐波噪声处于听不见的范围。

但是,永磁无刷直流电动机也有如下一些缺点:

  1)成本:稀土永磁体比其他永磁体昂贵得多,故导致电动机成本上升。

  2)有限的恒功率范围:大的恒功率范围对获得高的车辆效率是至关重要的。永磁无刷直流电动机不可能获得大于基速两倍的最高转速。

  3)安全性:在电机制造过程中,由于大型稀土永磁体可以吸引飞散的金属物体,故可能有危险性。万一车辆失事,若车轮自由地自旋,而电动机仍然由永磁体励磁,则在电动机的接线端将出现高电压,可能会危及乘客或援救者。

  4)磁体退磁:永磁体可被大的反向磁动势和高温退磁。对每一种永磁材料,其临界去磁力是不同的。当冷却电动机时,特别是如果电机构造紧凑,必须非常小心。

  5)高速性能:永磁体采用表面安装方式的电动机不可能达到高速,这是因为受限于转子磁轭与永磁体之间装配的机械强度。

  6)永磁无刷直流电动机驱动中的逆变器故障:由于永磁体位于转子上,永磁无刷直流电动机呈现的主要危险在于万一逆变器出现短路故障。这样,旋转的转子总是被励磁,从而持续地在短路绕组中感生电动势。在短路绕组中,极大的环流和相应的大转矩将堵转转子。车辆的一个或几个车轮停转的危险是不可忽视的。若后轮被堵转,而前轮在旋转,则车辆将会失去控制转动。若前轮被堵转,则驾驶者将无法对车辆进行方向控制。若只有一个车轮被堵转,将诱发使车辆旋转的侧滑转矩,这使得车辆难以控制。除这些车辆可能发生的危险之外,还应注意,逆变器短路引起的大电流将导致永磁体处于退磁和毁损的危险之中。

  永磁无刷直流电动机驱动的开路故障不会直接危及车辆的稳定性。但是,由于开路导致的无法控制电动汽车电机将带来车辆控制方面的问题。因为磁体总是在励磁,且不能予以控制,所以很难控制永磁无刷直流电动机,使故障最小化。档永磁无刷直流电动机运行在恒功率区时,这是一个特别重要的问题。在恒功率区中,由定子所产生的磁通与磁体产生的磁通反向,并使电动机以较高转速旋转。如果定子磁通消失,磁体产生的磁通将在绕组中感生一个大的电动势,该电动势可危及电子元器件

七、同步磁阻电机对比永磁同步电机?

永磁同步电动机属于异步启动永磁同步电动机,其磁场系统由一个或多个永磁体组成,通常是在用铸铝或铜条焊接而成的笼型转子的内部,按所需的极数装镶有永磁体的磁极。定子结构与异步电动机类似。 

磁阻同步电动机 磁阻同步电动机也称反应式同步电动机,是利用转子交轴和直轴磁阻不等而产生磁阻转矩的同步电动机,其定子与异步电动机的定子结构类似,只是转子结构不同。 磁滞同步电动机是利用磁滞材料产生磁滞转矩。

八、永磁同步电动机和磁阻同步电动机的区别是什么?

永磁同步电动机和磁阻同步电动机最大的区别在于它们的励磁方式不同。永磁同步电动机是通过永久磁体来励磁的,而磁阻同步电动机是通过一个外部的电阻来改变电动机的感应电路,进而达到调节转速的目的。永磁同步电动机的特点是具有较高的功率因数、绝缘性能好,能够在很小的电流和频率的变化中保持准确的转速,从而提高效率和精度。磁阻同步电动机的特点是结构简单,但是功率因数较低,对电流和频率的变化要求较高,波形不平整,不能保证准确的转速,对精度要求不高。

九、同步磁阻电机优缺点?

根据同步磁阻电机工作原理可知,同步磁阻电机的最大优点有以下几点:

一是电机定子和转子结构简单,制造成本比较低。

二是驱动控制方式简单,控制器电路比较容易实现。

三是同步磁阻电机在恶劣环境下比较耐用。同步磁阻电机主要缺点为运转平稳度比较低,而且运转噪音比较大。

十、磁阻电机的优缺点?

开关磁阻电机的优点

  1、电动机结构简单、成本低、可用于高速运转

  SRD的结构比鼠笼式感应电动机还要简单。其突出的优点是转子上没有任何形式的绕组,因此不会有鼠笼感应电机制造过程中铸造不良和使用过程中的断条等问题。其转子机械强度极高,可以用于超高速运转(如每分钟上万转)。在定子方面,它只有几个集中绕组,因此制造简便、绝缘结构简单。

  2、功率电路简单可靠

  因为电动机转矩方向与绕组电流方向无关,即只需单方相绕组电流,故功率电路可以做到每相一个功率开关。对比异步电动机绕组需流过双向电流,向其供电的PWM变频器功率电路每相需两个功率器件。因此,开关磁阻电动机调速系统较PWM变频器功率电路中所需的功率元件少,电路结构简单。另外,PWM变频器功率电路中每桥臂两个功率开关管直接跨在直流电源侧,易发生直通短路烧毁功率器件。而开关磁阻电动机调速系统中每个功率开关器件均直接与电动机绕组相串联,根本上避免了直通短路现象。因此开关磁阻调速电动机调速系统中功率电路的保护电路可以简化,即降低了成本,又有较高的工作可靠性。

  3、系统可靠性高

  从电动机的电磁结构上看,各项绕组和磁路相互独立,各自在一定轴角范围内产生电磁转矩。而不像在一般电动机中必须在各相绕组和磁路共同作用下产生一个旋转磁场,电动机才能正常运转。从控制结构上看,各相电路各自给一相绕组供电,一般也是相互独立工作。由此可知,当电动机一相绕组或控制器一相电路发生故障时,只需停止该相工作,电动机除总输出功率能力有所减小外,并无其他妨碍。

  4、起动转矩大,起动电流低

  控制器从电源侧吸收较少的电流,在电机侧得到较大的起动转矩是本系统的一大特点。典型产品的数据是:起动电流为额定电流的15%时,获得起动转矩为100%的额定转矩;起动电流为额定电流的30%时,起动转矩可达其额定转矩的250%。而其他调速系统的起动特性与之相比,如直流电机为100%的电流,鼠笼感应电动机为300%的电流,获得100%的转矩。起动电流小而转矩大的优点还可以延伸到低速运行段,因此本系统十分合适那些需要重载起动和较长时间低速重载运行的机械。

  5、适用于频繁起停及正反向转换运行

  本系统具有的高起动转矩、低起动电流的特点,使之在起动过程中电流冲击小,电动机和控制器发热较连续额定运行时还要小。可控参数多使其制动运行能与电动运行具有同样优良的转矩输出能力和工作特性。二者综合作用的结果必然使之适用于频繁起停及正反向转换运行,次数可达1000次/小时。

  6、可控参数多,调速性能好

  控制开关磁阻电动机的主要运行参数和常用方法至少有四种:相导通角、相关断角、相电流幅值、相绕组电压。可控参数多,意味着控制灵活方便。可以根据对电动机的运行要求和电动机的情况,采取不同控制方法和参数值,即可使之运行于最佳状态(如出力最大、效率最高等),还可使之实现各种不同的功能的特定曲线。如使电动机具有完全相同的四象限运行能力,并具有最高起动转矩和串励电动机的负载能力曲线。由于SRD速度闭环是必备的,因此系统具有很高的稳速精度,可以很方便的构成无静差调速系统。

  7、效率高,损耗小

  本系统是一种非常高效的调速系统。这是因为一方面电动机绕组无铜损;另一方面电动机可控参数多,灵活方便,易于在宽转速范围和不同负载下实现高效优化控制。以3kWSRD为例,其系统效率在很宽范围内都在87%以上,这是其它一些调速系统不容易达到的。将本系统同PWM变频器鼠笼型异步电动机的系统进行比较,本系统在不同转速和不同负载下的效率均比变频器系统高,一般要高5~10个百分点。

  8、可通过机和电的统一协调设计满足各种特殊使用要求。

  开关磁阻电机的缺点

  1、有转矩脉动。从工作原理可知,S开关磁阻电动机转子上产生的转矩是由一些列脉冲转矩叠加而成的,由于双凸极结构和磁路饱和非线性的影响,合成转矩不是一个恒定转矩,而有一定的谐波分量,这影响了SR电动机低速运行性能。

  2、SR电动机传动系统的噪声与震动比一般电动机大。

  3、SR电动机的出线头较多,如三相SR电动机至少有四根出线头,四相SR电动机至少有五根出线头,而且还有位置检测器出线端。

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