永磁同步电机之磁电机的主要特点和应用

与传统的电励磁电机相比，永磁电机，特别是稀土水磁电机具有结构简单，运行可靠；体积小，质量轻；损耗少，效率高；电机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点。因而应用范围极为广泛，几乎遍及肮空航天、国防、工农业生产和日常生活的各个领域。下面介绍几种典型永磁电机的主要特点及其主要应用场合。

2 · l永磁同步发电机

永磁同步发电机不需要励磁绕组和直流励磁电源，也就取消了容易出问题的集电环和电刷装置，成为无刷电机，因此，结构简单，运行更为可靠。采用稀土永磁后还可以增大气隙磁密，并把电机转速提高到最佳值。这些都可以缩小电机体积，减轻质量，提高功率质量比。目前，航天用高速稀土永磁同步发电机的功率质量比可高达20kw / kg 。这特别适合于航空、航天（在现代高空、高速飞行中，每kg设备约需15一20kg的辅助质量来支持）和其他要求高可靠性和高功率质量比的场合。因而现代航空、航天用发电机几乎全部采用稀土钻永磁发电机。其典型产品为美国通用电气公司制造的15okvA14极12000一Zl000r / min和lookvA60000r / min的稀土钻水磁同步发电机。

稀土永磁发电机的另一重要应用是用作大型汽轮发电机的副励磁机。我国于80年代初期率先研制成功4 。～160kvA稀土永磁发电机，用以配备200 ? 600MW汽轮发电机后大大提高了电站运行的可靠性，深受国内外电力运行部门的欢迎。以75kvA 、 3000r /min的稀土钻水磁发电机为例，固有电压调整率只有，78 %，空载线电压波形正弦性畸变率只有。．7％。每kVA的用钻量仅为相应规格铝镍钻永磁发电机的50 . 24％。在风力发电、余热发电、小型水力发电、小型内燃发电机组等场合也正在逐步推广应用永磁发电机。图11为国产第一台稀土永磁发电机的转子结构图，转速高达2 。 。 00r / min 。永磁发电机制成后难以调节磁场以控制其输出电压和功率因数，从而限制了它的应用范围。

2 · 2高效永磁同步电动机

永磁同步电动机与憾应电动机相比，不需要无功励磁电流，可以显著提高功率因数（可达到1 、甚至容性），咸少了定子电流和定子电阻损耗，而且在稳定运行时没有转子电阻损耗，进而可以因总损耗降低而减小风扇（小容量电机甚至可以去掉风扇）和相应的风摩损耗，从而使其效率比同规格感应电动机可提高2 ? 8个百分点。而且，永磁同步电动机在25％一120％额定负载范围内均可保待较高的效率和功率因数，使轻载运行时节能效果更为显著。这类电机一般都在转子上设置起动绕组具有在某一频率和电压「直接起动的能力．又称为异步起动永磁同步电动机。由于钞铁硼永磁同步电动机价格比同规格的感应电动机贵1倍左右，应用前需进行经济比较分析．目前主要应用于纺织化纤工业、陶瓷玻璃工业和年运行时间长的风机、水泵等。图12为高效水磁同步电动机结构示意图。

我国许多高校和科研单位自1980年开始就纷纷进行高效永磁同步电动机的研制，取得了明显的节能效果。特别是0 skw纺织专用水磁同步电动机，效率高达91 %，功率因数高于。．95，节电率高达10％以上，已经进行批量生产并获得用户部门的一致好评。

此外，与电励磁同步电动机相比，永磁同步电动机省去了励磁功率，提高了效率，简化了结构，实现了无刷化。特别是10 。一w电动机，还可省去励磁柜，急成本增加不多，成为高效水磁同步电动叽的又一重要应用场合。我国已制成了110kw和250kw的永磁同步电动机。以110kw8极电动机为例，其效率高达95写，功率因数为0．916，起动转矩倍数为152，永磁体用量为0 15kg / kw 。与永磁发电机一样，永磁同步电动机制成后也难以调节磁场以控制其功率因数和无功功率，需要从其他方面采取措施