与普通三相异步电动机相比,永磁同步电动机具有起动转矩高、起动时间短、过载能力大等优点,可根据实际轴功率降低设备驱动电机的装机容量,节约能源,减少固定资产投资。
相对而言,永磁同步电机易于控制,速度仅由频率决定,运行平稳可靠,不随负载和电压的波动而变化。鉴于永磁同步电机转速的严格同步性,决定了电机动态响应性能好的优势,更适合变频控制。
永磁电机的优势在于它的两低两高,即低损耗和温升,高功率因数和高效率。这是人们对电机性能的追求,决定了永磁电机的市场应用地位。
永磁电机为何损耗低、温升低?
由于永磁同步电机的磁场是由永磁体产生的,因此可以避免励磁电流产生的磁场引起的励磁损耗,即铜损。电机运行时,转子无电流运行,显著降低电机温升。据不完全统计,相同负荷条件下,温升会低20K左右。
与异步电机相比,
永磁同步电机的高功率因数和高效率
永磁同步电机在轻载下的效率要高得多,高效运行范围广,在25% ~ 120%负载率范围内效率大于90%,永磁同步电机的额定效率能够满足现行国家标准的一级能效要求,这是其在节能方面与异步电机相比最大的优势。
实际上,当驱动负载时,电机很少以全功率运行。原因如下:一方面,设计者在选择电机时,通常根据负载的极端工况来确定电机功率,但极端工况出现的机会很少;同时,为了防止电机在异常工况下燃烧,设计还会进一步为电机功率留有余量;另一方面,为了保证电机的可靠性,电机制造商通常会在用户所需功率的基础上留有一定的功率余量。因此,大多数电机在实际运行中工作在额定功率的70%以下,尤其是在驱动风扇或泵时,电机通常工作在轻负载区域。对于异步电机来说,轻载效率很低,而永磁同步电机在轻载区域仍能保持高效率。
永磁电机的功率因数高,与电机级数无关。当电机满载时,功率因数接近1。与异步电机相比,电机电流更小,相应地,电机的定子铜耗更小,效率更高。然而,随着电机级数的增加,异步电机的功率因数越来越低。此外,由于永磁同步电机的高功率因数,理论上可以降低电机电源(变压器)的容量,同时可以降低配套开关设备和电缆的规格。
永磁同步电机之劣势
永磁同步电机也有它的缺点。比如永磁同步电机的起动电流倍数约为9倍,大于异步电机。永磁同步电机不能用降压法启动。因为在降压供电的情况下,其异步起动转矩比异步电动机下降更多,会使起动困难。对于永磁同步电机的自启动特性和系统短路时的反馈电流,不同设备厂家的参数差异较大。由于相关数据难以获取,永磁同步电机的应用会给电力系统的短路水平和启动计算验证带来一些不确定因素。
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