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-- 發(fā)布時(shí)間：2010-12-9 12:53:44
-- 關(guān)于TYBZ稀土永磁同步電機(jī)和專用變頻器實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的討論
近五年來(lái)，稀土永磁同步電機(jī)和變頻控制實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體，已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、石油、冶金、建材、食品、印刷、包裝、造紙、造船、塑料、紡織化纖、軍工等行業(yè)。自95年以來(lái)，分別為全國(guó)化纖、造紙、浮法玻璃、印刷機(jī)械、光纜設(shè)備等上市公司、國(guó)家壟斷行業(yè)所生產(chǎn)的設(shè)備所配套。同時(shí)在石化行業(yè)（安慶石化、金山石化）永磁同步電機(jī)替代了進(jìn)口大型設(shè)備中的同類電機(jī)。但是變頻器對(duì)永磁同步電機(jī)的控制要比普通電機(jī)復(fù)雜的多，因此國(guó)外不少變頻器供應(yīng)商已和永磁同步電機(jī)供應(yīng)商合作，根據(jù)電機(jī)的壓頻比曲線，生產(chǎn)操作簡(jiǎn)易的專用變頻器。在和這些專用變頻器實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體中，我們做了一些工作，為此在這里將展開(kāi)討論，以便讓變頻器供應(yīng)商對(duì)永磁電機(jī)有進(jìn)一步的了解。
一、 國(guó)內(nèi)外同步電機(jī)的概況
美國(guó)GE公司早在五十年代就研制了一批數(shù)百瓦的永磁同步電動(dòng)機(jī)，德國(guó)西門(mén)子公司自五十年代開(kāi)始經(jīng)過(guò)十年多，研究出各種不同用途、性能良好的永磁同步電動(dòng)機(jī)，七十年代后期就生產(chǎn)出了30千瓦的電機(jī)。日本明電舍公司在六十年代后期就已有永磁同步電動(dòng)機(jī)的系列產(chǎn)品供應(yīng)。日立公司在七十年代就研制出高速的永磁同步電動(dòng)機(jī)。我國(guó)自七十年代后期也陸續(xù)研制出多種結(jié)構(gòu)的永磁同步電動(dòng)機(jī)。
同步電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)和分類：
交流同步電動(dòng)機(jī)，它的特點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與電源頻率完全成正比。
Ns=60f/p(rpm) 式中：f: 電源頻率 P: 極對(duì)數(shù) Ns: 同步轉(zhuǎn)速
而交流異步電動(dòng)機(jī)，它與同步電動(dòng)機(jī)的區(qū)別在于：轉(zhuǎn)速與電源頻率不成正比，其轉(zhuǎn)速始終比同步電動(dòng)機(jī)還要低，叫轉(zhuǎn)差率。
N=(1-s)ns(rpm) s=(ns-n)/ns*100%
同步電動(dòng)機(jī)按其結(jié)構(gòu)不同可分為：磁阻式同步電動(dòng)機(jī)；磁滯式同步電動(dòng)機(jī)；永磁式同步電動(dòng)機(jī)。 1、磁阻式同步電動(dòng)機(jī)
電動(dòng)機(jī)的定子與異步電動(dòng)機(jī)無(wú)多大出入。不同之處在于轉(zhuǎn)子片的形狀。見(jiàn)圖（1）。為了使電機(jī)能自起動(dòng)，轉(zhuǎn)子片與異步電
機(jī)轉(zhuǎn)子片一樣具有鼠籠結(jié)構(gòu)。但多了反應(yīng)槽部分。開(kāi)反應(yīng)槽的目的是造成縱向磁阻和橫向磁阻的差別。磁阻差別越大反應(yīng)轉(zhuǎn)矩就越大。一臺(tái)設(shè)計(jì)優(yōu)越的磁阻電動(dòng)機(jī)的功率可比同樣異步電動(dòng)機(jī)大一個(gè)機(jī)座號(hào)。
2、磁滯式同步電動(dòng)機(jī)
電機(jī)的定子部分與一般的異步電動(dòng)機(jī)無(wú)多大區(qū)別，而轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有其特點(diǎn)，見(jiàn)圖（2）。它的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)由非磁性材料制成。在
其表面套上一磁滯環(huán)構(gòu)成.一般磁滯環(huán)采用的材料為絡(luò)鋼、鈷鋼等。在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中磁場(chǎng)滯環(huán)被磁化后，由于環(huán)的磁滯特性，使環(huán)磁通中滯后定子磁勢(shì)軸一個(gè)角度,并產(chǎn)生相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩，由于這個(gè)關(guān)系，從零至同步轉(zhuǎn)速都不變，所以轉(zhuǎn)矩T是恒值的。
磁滯同步電動(dòng)機(jī)從啟動(dòng)到正常工作過(guò)程中，基本與一般異步電動(dòng)機(jī)性能相似，有較小的起動(dòng)電流和空載電流。工作也很平穩(wěn)，但它一般適用于較小功率的電機(jī)。
3、永磁同步電動(dòng)機(jī)
永磁同步電動(dòng)機(jī)的種類很多，用量也非常大。如轉(zhuǎn)子由永磁環(huán)，經(jīng)多極充磁后制成，定子由帶齒的磁極加上集中繞組構(gòu)成，其功率都很小。目前大量使用在家用電器中。
工業(yè)用永磁同步電動(dòng)機(jī)的功率都比較大，它的結(jié)構(gòu)與異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)相近。電機(jī)的定子部分與一般的異步電機(jī)無(wú)多大不同，其轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子區(qū)別是多了一套永磁體。也即：在磁阻同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的反映槽中放入永久磁鐵，就成了永磁同步電動(dòng)機(jī)了。永磁同步電動(dòng)機(jī)具有良好的控制性能，可通過(guò)頻率的變化進(jìn)行調(diào)速。
永磁同步電機(jī)就其使用不同的永磁體，其性能特點(diǎn)有很大區(qū)別。用鐵氧體永磁材料制造的同步電動(dòng)機(jī)。這類電動(dòng)機(jī)研制的年代最早，因此使用也最長(zhǎng)久，它的特點(diǎn)是：a.由于鐵氧體永磁材料的價(jià)格較低，因此此類永磁同步電動(dòng)機(jī)的價(jià)格相應(yīng)的也較便宜。b.由于鐵氧體永磁材料的磁能積比較低，磁場(chǎng)強(qiáng)度很小，用鐵氧體制造的同步電動(dòng)機(jī)的體積相對(duì)就比較大，特別是制造大容量的電動(dòng)機(jī)的較困難。但此類電機(jī)的起動(dòng)電流比異步電機(jī)大不了多少。
1、 用金屬永磁體制成的永磁同步電動(dòng)機(jī)，總的來(lái)說(shuō)比用鐵氧體永磁材料制成的永磁同步電動(dòng)機(jī)要優(yōu)越些。
2、 用稀土永磁材料制成的永磁同步電動(dòng)機(jī)，稀土永磁材料具有很高的磁能極，而且它的剩磁也特別高，用這類材料制成的永磁同步電動(dòng)機(jī)具有很多優(yōu)越性。除前面介紹的優(yōu)點(diǎn)外，可縮小體積，提高工效。