三相永磁同步电动机相关知识研究.ppt

* 技术讲课 时间：2016.12.18 地点：电机班组室 讲课人：鲍安平 讲课内容：三相永磁同步电动机相关知识 永磁同步电机的发展概况 国内外对开发高效电动机都很重视。各国学者和研究人员都纷纷致力于高磁场永磁材料，永磁式电动机及其驱动系统的理论和应用研究,取得了卓有成效的研究和开发成果。随着永磁材料工艺的进步和电子电力技术的发展，永磁同步电动机逐渐克服技术难点，逐步占领市场。永磁同步电动机与异步电机比较，有效率高、功率因数接近1、体积小、节能等优势。在当今强调节约、绿色概念的社会，节能和节约材料的永磁同步电机已经在国外蓬勃发展，而在国内电机行业也以惊人的速度在发展。 ? 永磁同步电机的发展概况 自20世纪80年代开始，我国学者和研究人员都纷纷致力于高磁场永磁材料，永磁式电动机及其驱动系统的理论和应用研究，并取得了卓有成效的研究和开发成果。国内在高效永磁电机的研究开发方面做了大量的工作，先后有沈阳工业大学、西北工业大学、华中理工大学、清华大学、上海电器科学研究所等相继进行高效永磁电机研制开发，取得许多成果。特别是0.8KW纺织专用永磁同步电动机，效率高达91%，功率因数高于0.95，节电率高达10%以上，批量生产后获得用户好评。我国已开发的容量较大的有上海电机厂开发的110KW和北京重型电机厂开发的250KW高效钕铁硼永磁同步电动机。首钢机电有限公司电机厂与沈阳工业大学工程院院士唐任远教授合作，历时２年共同研制开发了TYX300-4300KW稀土永磁电机,此项目是国家高技术研究发展(863)计划 永磁同步电机的发展概况 重大项目“钕铁硼电机应用产品开发”(863-Z37-03)增补项目。该电机经北京重型电机厂试验，启动性能、电机效率、功率因数、过载倍数等各项指标都达到预期的良好效果。通过在首钢动力厂二供水车间9泵站方坯二冷系统2#机(47D)号泵位运行，各项主要指标(效率、功率因数、起动、过载)远超过被替代的原JS138-4300KW异步电机，节电效果显著。目前，该电机是国内运行的最大高压永磁电机，而且各项技术指标都超过以往，尤其在中大型永磁电机里的节电率方面体现了较高的水平。 永磁同步电动机的发展 异步起动永磁同步电动机是近年来发展较快的一种永磁同步电机。自20世纪80年代后期起,国内外都有大量学者从事这方面的研究工作。并已将其用于工业生产,经过近10年的发展,尤其是高性能永磁材料钕铁硼的广泛应用,由于其转子损耗下降,电枢激磁电流减小,效率高,在小功率到中等功率场合,有替代鼠笼转子异步电机的趋势。同时,对异步起动永磁同步电动机的研究又具有一定的学术价值,它融合了异步电机与永磁电机的特性。因而,近年来科研人员在结构设计(尤其是转子结构设计)、参数计算、性能分析等方面都做了大量的工作,取得了一定的成绩。本文从异步起动永磁同步电动机的转子结构设计、电机原理设计及性能分析几方面综述国内外异步起动永磁同步电机的发展现状及今后主要的研究方向。 永磁同步电机的发展 目前，在我国包括微型特种电机，中小型电动机和大型发电机在内的各类电机都可以采用永磁同步电机。例如，它可适用于汽车、仪表、钟表、计算机外围设备、航空设备、音像设备等。特别“八五”期间，我国不少专业研究单位和工矿企业在调整产品结构，提高产品质量，加速技术开发和全面实现产品国产化的主导思想基础上，大力开展了永磁同步电动机及其驱动系统的实用性的应用研究，取得了相应的开发性成果。随着国民经济和科学技术的发展，特别是高新技术的迅速发展，对电机产品的性能和品种提出了许多的新的要求。从而也为电机产品获得了更大的发展空间。我国许多高校和科研单位自上世纪80年代开始就纷纷开始进行高效率同步电动机的研制，取得了明显的节能效果，0.?8kW?纺织专用永磁同步电动机，效率高达91%。我国已批量生产数控机床用的稀土永磁直流无刷电动机调速比高达l:?100000。在我国，1990年生产的各类永磁微型特种电机近7000万台，约占我国微特电机总产量的70%. 永磁性材料简述 ?永磁电机的性能、设计制造特点和应用范围都与永磁材料的性能密切相关。永磁材料种类众多，性能差别很大，只有全面了解后才能做到设计合理，使用得当。因此，在研究永磁电机之前，首先从设计制造永磁电机的材料需要出发，扼要介绍电机中最常用的几种主要永磁材料。 稀土永磁材料 稀土永磁体的磁能积比电磁铁高得多，其磁能量密度已接近超导装置的水平。它的主要用途是用于同步或无刷直流电机。将磁体放入感应电机的转子内，其电机具有很高的效率和功率因数，可作为同步电机使用，也可以作为速度、转矩和效率可控的直流无刷电机使用。现在许多型号的电机，都有自己的功能和用途。在工业先进的国家，使用永磁体占20%左右，我们国家刚刚起步，稀土永磁电机的应用，主要取决于磁体的价格。