稀土永磁電機的工作原理及其優(yōu)點 稀土永磁電機是較為新型永磁電機的電機種類,鑒于稀土永磁產(chǎn)品的高能量,稀土永磁電機具有很多優(yōu)勢,例如體積小,重量輕,效率高,這一系列優(yōu)勢讓稀土永磁電機倍受歡迎。
1優(yōu)點
由于稀土永磁材料的磁性能優(yōu)異,稀土永磁經(jīng)過充磁后不再需要外加能量就能建立很強的*磁場,用來替代傳統(tǒng)電機的電勵磁場所制成的稀土永磁電機不僅效率高,而且結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠,還可做到體積小、重量輕。既可達到傳統(tǒng)電勵磁電機所*的高性能(如特、特高速、特高響應(yīng)速度),又可以制成能滿足特定運行要求的特種電機,如電梯曳引電機、汽車電機等。稀土永磁電機與電力電子技術(shù)和微機控制技術(shù)相結(jié)合,更使電機及傳動系統(tǒng)的性能提高到一個嶄新的水平。從而提高所配套的技術(shù)裝備的性能和水平,是電機行業(yè)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的重要發(fā)展方向。
稀土永磁電機應(yīng)用范圍極為廣泛,幾乎遍及航空、航天、國防、裝備制造、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各個領(lǐng)域。它包括永磁同步電動機、永磁發(fā)電機、直流電動機、無刷直流電動機、交流永磁伺服電動機、永磁直線電機、特種永磁電機及相關(guān)的控制系統(tǒng),范圍非常廣泛,稀土永磁電機幾乎覆蓋了整個電機行業(yè)。
2工作原理
稀土永磁電機的工作原理與電勵磁同步電機相同,區(qū)別在于稀土永磁電機是以永磁體替代勵磁繞組進行勵磁。當(dāng)永磁電機的三相定子繞組(各相差120°電角度)通入頻率為f的三相交流電后,將產(chǎn)生一個以同步轉(zhuǎn)速推移的旋轉(zhuǎn)磁場。穩(wěn)態(tài)情況下,主極磁場隨著旋轉(zhuǎn)磁場同步轉(zhuǎn)動,因此轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速亦是同步轉(zhuǎn)速,定子旋轉(zhuǎn)磁場恒與永磁體建立的主極磁場保持相對靜止,它們之間相互作用并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)并進行能量轉(zhuǎn)換。
3應(yīng)用
與傳統(tǒng)的電勵磁電機相比,永磁電機,特別是稀土永磁電機具有結(jié)構(gòu)簡單,運行可靠;體積小,質(zhì)量輕;損耗小,效率高;電機的形狀和尺寸可以靈活多樣等顯著優(yōu)點。因而稀土永磁電機的應(yīng)用范圍極為廣泛,幾乎遍及航空航天、國防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活的各個領(lǐng)域。下面介紹幾種典型永磁電機的主要特點及其主要應(yīng)用場合。
稀土永磁發(fā)電機
永磁同步發(fā)電機與傳統(tǒng)的發(fā)電機相比不需要集電環(huán)和電刷裝置,結(jié)構(gòu)簡單,減少了故障率。采用稀土永磁后還可以增大氣隙磁密,并把電機轉(zhuǎn)速提高到*值,提高功率質(zhì)量比。當(dāng)代航空、航天用發(fā)電機幾乎全部采用稀土永磁發(fā)電機。其典型產(chǎn)品為美國通用電氣公司制造的150kVA14極12000r/min~21000r/min和100 kVA60000r/min的稀土鈷永磁同步發(fā)電機。國內(nèi)研發(fā)的*臺稀土永磁電機即為3kW20000r/min的永磁發(fā)電機。
永磁發(fā)電機也用作大型汽輪發(fā)電機的副勵磁機,在三十年前就有這樣一個例子,80年代我國研制成功當(dāng)時世界容量zui大的40kVA~160kVA稀土永磁副勵磁機,配備200MW~600MW汽輪發(fā)電機后大大提高電站運行的可靠性。
21世紀以來,獨立電源用的內(nèi)燃機驅(qū)動小型發(fā)電機、車用永磁發(fā)電機、風(fēng)輪直接驅(qū)動的小型永磁風(fēng)力發(fā)電機正在逐步推廣。