稀土永磁交流同步电机与稀土永磁直流无刷电机的比较(2009-10-12 17:08:16) 标签：杂谈
分类：工作学习
稀土永磁同步电机作为调速电动机使用，一般分为两种形式：一种为方波型永磁同步电机（习惯上也称无刷直流电机）；另一种为正弦波型永磁同步电机（即标准形式的永磁交流同步电机）。这两种波形的永磁同步电机作为调速系统中的执行电机，都需要配备一套专门设计的调速控制器和转子位置检测装置。于是，就形成了稀土永磁无刷直流调速系统和稀土永磁交流同步变频调速系统两个分支。这两类调速系统的基本性能都超过了异步变频调速系统，并且都可以把功率
做得很大，发展前途十分看好。
稀土永磁无刷直流电机的工作磁场是步进式旋转磁场，容易产生转矩脉动，同时伴有一定的噪声。稀土永磁交流同步电机的工作磁场是均匀旋转磁场，因此转矩脉动量很小，运行噪声也很小。永磁同步技术的基础是变频技术与永磁同步电机技术的组合，由于电流可以做的很接近正弦波，内部励磁磁场也可以做的接近正弦波，加之绕组设计配合，可以形成较为理想的同步调速系统。
在出力方面无刷直流电机比正弦波型永磁同步电机力能指标高，出力提高15%，提高效率15%，因而无刷直流电机体积小、重量轻。无刷直流电机的最大特点是在低速时能产生足够大的转矩。
无刷直流电机与变频调速电机有以下不同:
1.调速原理不同。变频调速电机是通过改变电机输入频率调速的，电机转速与电机频率与极数有关; 无刷直流电机是通过改变电机电压调速的，电机转速与电机频率和极数无关。
2.调速范围不同。变频调速电机在低速时电机不能稳定运行，在高速时电机铁耗很大，因此变频调速电机只能在额定转速附近调速; 无刷直流电机的速度与频率无关，电机可以在广阔的范围内调速。
3.调速品质不同。两者不在一个档次上，变频调速电机在低速时电机稳定性差，低速时电机功率急剧减，电机启动转矩小、起动电流大，整体效率低（只在额定转速附近效率较高）; 无
刷直流电机低速稳定、启动转矩大、启动电流小，电机在整个速度范围内均是高效区。
稀土永磁电机与异步电机的比较
异步电机又称感应电机，它的励磁电流是由定子（也即是相当于变压器原边）电流的励磁分量提供。为达到低速，就需要做成高极数（一般大于20极）。电机极数越多，则励磁电流分量越大，对于大于20极的电机，励磁电流与有功电流之比值一般在0.95:1～1.25:1之间，因此其功率因子很低（0.62～0.72），并使配置的变频器容量也随之增加。由于合成的定子电流增加很多，造成定子铜损耗很大，大大降低了电机的效率。
永磁同步电机由于其励磁是由永磁体来实现的，不需要定子额外提供励磁电流。因而电机的功率因数可以做得相当高（理论上可以达到1）。定子电流由于无功分量极低，所以定子电流也显著低于同数、同容量异步电机，特别在高极数电机时更加明显，可以小25%～40%，因此可使定子铜耗降低30%～50%。由于转子无电流通过，因此不象异步电机那样，转子有电流，导致有损耗，这部分损耗，一般在异步电机中占总损耗的30%。因此永磁同步电机总损耗一般要比异步电机降低40%～60%。由于电梯用永磁电机，现在几乎全部采用具有高能量密度的高剩磁感应和高矫顽力钕铁硼材料，其气隙磁密一般达到0.75T（特斯拉）以上，使电机的体积和重量可以比异步电机小30%～40%。
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