同步電機(jī)之提高異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)效率和功率因數(shù)的措施

異步起動(dòng)水磁同步電動(dòng)機(jī)通常被用作高效電動(dòng)機(jī)以替代力能指標(biāo)較低的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)也為了減小變頻電源的視在容量而要求電動(dòng)機(jī)具有較高的效率和功率因數(shù)．因此有必要進(jìn)一步研究提高永磁同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率的措施。圖6一22示出，當(dāng)其他參數(shù)不變時(shí)，永磁同步電動(dòng)機(jī)在給定負(fù)載下定子電流乙與空載反電動(dòng)勢(shì)E 。的關(guān)系為一v形曲線，這說(shuō)明E 。對(duì)電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)影響很大。要提高電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)，必須使電動(dòng)機(jī)的凡在一個(gè)合適的取值范圍內(nèi)。調(diào)節(jié)永磁體的尺寸，可使電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)接近1 。如要使電動(dòng)機(jī)運(yùn)行于容性功率因數(shù)，則需更多地增大永磁體的用量。需要指出的是電動(dòng)機(jī)不同．功率因數(shù)與電動(dòng)機(jī)E 。的關(guān)系曲線也不一樣，而且電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)的大小還與電動(dòng)機(jī)的其他參數(shù)（等）有著密切的關(guān)系。

    永磁同步電動(dòng)機(jī)一般設(shè)計(jì)得即使在輕載運(yùn)行時(shí)功率因數(shù)和效率也較高，這是水著 磁同步電動(dòng)機(jī)一個(gè)非?？少F的優(yōu)點(diǎn)，圖6-34為某臺(tái)永磁同步電動(dòng)機(jī)與同規(guī)格感應(yīng)電動(dòng)機(jī)效率和功率因數(shù)的比較曲線。

    設(shè)計(jì)中可通過(guò)兩個(gè)途徑來(lái)提高E 。，即增大繞組串聯(lián)匝數(shù)和增加永磁體用量。前者只能在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、最小轉(zhuǎn)矩、失步轉(zhuǎn)矩和牽入同步能力有裕度的前提下方可進(jìn)行，而后者則要考慮到不使電動(dòng)機(jī)磁過(guò)于飽和和制造成本不能過(guò)高。永磁同步電動(dòng)機(jī)具有較高的空載反電動(dòng)勢(shì)E，不僅可提高穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的功率因，還可使運(yùn)行于沖擊負(fù)載下的永磁同步電動(dòng)機(jī)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定、較高的平均功率因數(shù)和平均效率。

    較高的功率因數(shù)還使定子電流變小、銅耗下降、效率提高和溫升降低，所以，設(shè)計(jì)高功率因數(shù)的永磁同步電動(dòng)機(jī)是提高電動(dòng)機(jī)效率的一條重要途徑為減小永磁同步電動(dòng)機(jī)的鐵耗，一般采用單位損耗較小的鐵磁材料，并配合以氣隙磁場(chǎng)波形的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以減小諧波造成的附加鐵耗減小永磁同步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗的措施與設(shè)計(jì)其他種類電機(jī)時(shí)所采取的措施類似，如提高電動(dòng)機(jī)裝配質(zhì)量，采用合適的軸承和高效潤(rùn)滑劑等。需要指出的是，由于水磁同步電動(dòng)機(jī)力能指標(biāo)較高，電動(dòng)機(jī)損耗小，溫升較低，因此可采用風(fēng)量較小的風(fēng)扇散熱，這使電動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗進(jìn)一步減小。

永磁同步電動(dòng)機(jī)雜散損耗比同規(guī)格感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的要大。這是因?yàn)榍罢叩臍庀洞艌?chǎng)諧波含量比后者大。極弧系數(shù)（與定、轉(zhuǎn)子槽配合、永磁體槽及隔磁措施有關(guān)）設(shè)計(jì)不合理時(shí)，氣隙磁場(chǎng)諧波尤其大，會(huì)導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)的雜散損耗明顯增大。選取合適的定、轉(zhuǎn)子槽配合，采用丫接雙層短距繞組或正弦繞組，合理設(shè)計(jì)極弧系數(shù)，減小槽開口寬度或采用閉口糟等都是減小電動(dòng)機(jī)雜散損耗的有效途徑。將定子斜一定的距離也可以降低水磁同步電動(dòng)機(jī)的雜散損耗。定子斜槽不僅適用于異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)．也適用于調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)，不僅可減小電動(dòng)機(jī)的雜散損耗，還可減小電動(dòng)機(jī)的噪聲和振動(dòng)，提高電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的平穩(wěn)性。適當(dāng)加大氣隙長(zhǎng)度占可在一定程度上減小電動(dòng)機(jī)的雜散損耗。水磁同步電動(dòng)機(jī)的氣隙長(zhǎng)度通常比同規(guī)格感應(yīng)電動(dòng)機(jī)大，而且電動(dòng)機(jī)容量越大，氣隙大得越多。試驗(yàn)表明，當(dāng)某臺(tái)永磁同步電動(dòng)機(jī)氣隙增大0 . Olcm后，由于電動(dòng)機(jī)雜散損耗的下降可提高效率1 . 5個(gè)百分點(diǎn)。定子采用閉口槽或采用磁性槽楔，可減小電動(dòng)機(jī)齒磁導(dǎo)諧波導(dǎo)致的雜散損耗。但閉口槽使電動(dòng)機(jī)漏磁系數(shù)和槽漏抗有所增大。

    總之，提高永磁同步電動(dòng)機(jī)力能指標(biāo)的途徑較多，也比較復(fù)雜，因?yàn)槟承┐胧┑牟扇?，有可能影響到電?dòng)機(jī)的其他性能，必須通盤考慮，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)要求和生產(chǎn)廠的具體制造工藝，采取合適的措施，以排除不利因素，提高電動(dòng)機(jī)的力能指標(biāo)。