同步電機(jī)之關(guān)于稀土永磁電機(jī)

    一般所說的稀土永磁電機(jī)都是指第三代稀土永磁電機(jī)，因為這種永磁材料性能優(yōu)異，價格相對便宜，因此比第一代或第二代稀土永磁材料更有前景。欽鐵硼永磁電機(jī)，作為新生代的永磁電機(jī)具有很大的發(fā)展?jié)摿?，電機(jī)界的權(quán)威專家認(rèn)為，錢鐵硼的發(fā)展方向一方面是逐漸取代其他永磁材料的永磁電機(jī)，另一方面是取代一部分電勵磁電機(jī)。近年來由于電機(jī)界研究者的工作，已經(jīng)取得了很大的成績。

l）永磁同步發(fā)電機(jī)永磁同步發(fā)電機(jī)不需要勵磁繞組及直流勵磁電源，這樣就取消了最容易出問題的集電環(huán)和電刷裝置，使之成為無刷發(fā)電機(jī)，因而發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠。采用欽鐵硼永磁材料后，電機(jī)的氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度可以增大，這樣使電機(jī)體積縮小、重量減輕。對于航空、航天和其他高可靠性和高性價比的場合具有重要意義，所以航空航天部門中正努力進(jìn)行這方面的研究。

另外，在風(fēng)力發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電及小型水利發(fā)電機(jī)、小型內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組等方面也在進(jìn)行深人研究和推廣。稀土永磁發(fā)電機(jī)，作為大型汽輪或水輪發(fā)電機(jī)組的勵磁機(jī)，我國早在20世紀(jì)80年代便研制成功了40一160kVA稀土永磁發(fā)電機(jī)，這種電機(jī)的研制成功大大提高了電站運(yùn)行的可靠性。

2）永磁同步電動機(jī)永磁同步電動機(jī)與感應(yīng)電動機(jī)相比，不需要無功勵磁電流，可以提高電動機(jī)的功率因數(shù)，而且在穩(wěn)定運(yùn)行時沒有轉(zhuǎn)子電阻損耗，從而使其效率比同規(guī)格的感應(yīng)電動機(jī)有所提高。而且永磁同步電動機(jī)在25 % -120％額定負(fù)載范圍內(nèi)均可保持較高效率和功率因數(shù)，從而使電動機(jī)在運(yùn)行時，特別是輕載運(yùn)行時有著顯著的節(jié)能效果。當(dāng)然這種電機(jī)不具備自起動能力，但是電機(jī)工作者在該電動機(jī)上加裝了起動繞組，使之能夠直接起動，人們把這種電動機(jī)稱之為具有異步起動能力的同步電動機(jī)。在我國，沈陽工業(yè)大學(xué)與閩東電機(jī)廠研制的800W紡織專用永磁同步電動機(jī)效率高達(dá)91 %，功率因數(shù)為0 . 95 ,節(jié)能率可達(dá)10％。

3）稀土永磁無刷電動機(jī)隨著電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展和元器件價格降低，人們已經(jīng)和正在研制各種不同變頻供電電源的永磁同步電動機(jī)，加上轉(zhuǎn)子位置閉環(huán)控制系統(tǒng)而構(gòu)成自同步的永磁電動機(jī)，這種電動機(jī)一般稱為無刷直流電動機(jī)。這種電動機(jī)既具有電勵磁直流電動機(jī)的優(yōu)異調(diào)速特性，又實(shí)現(xiàn)了無刷結(jié)構(gòu)，這在要求高控制精度和高可靠性場合，如航空航天、數(shù)控機(jī)床、加工中心、機(jī)器人、計算機(jī)外部設(shè)備、家用電器等方面獲得廣泛的應(yīng)用。這其中反電動勢波形和供電波形都是矩形波的電動機(jī)稱為無刷直流電動機(jī)；反電動勢波形及供電波形都是正弦波的電動機(jī)稱同步電動機(jī)，在這里我們統(tǒng)稱為永磁無刷直流電動機(jī)。在家用電器中，如空調(diào)、電冰箱、洗衣機(jī)、吸塵器、風(fēng)扇等既是耗電大件，又是噪聲來源。如果用無刷電動機(jī)逐步取代有刷電動機(jī)，不但為人們節(jié)約能源，而且又使生活條件得到改善。由于稀土永磁材料具有高剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度、高矯頑力和高磁能積的特點(diǎn)，它可以研制成具有較大氣隙長度和較高氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度的電機(jī)，根據(jù)需要，可以制成無齒槽的盤式電動機(jī)、無槽電機(jī)、無鐵心電機(jī)等無刷直流電機(jī)，這些電機(jī)由于無齒槽結(jié)構(gòu)，既可以減少電機(jī)的重量和轉(zhuǎn)動慣量，提高電機(jī)響應(yīng)靈敏度，又可以減少電機(jī)中電磁諧波成分，減少電機(jī)脈動轉(zhuǎn)矩，增加運(yùn)行的平穩(wěn)性，同時簡化制造工藝，因而在高精確控制場合，如計算機(jī)外部設(shè)備、辦公設(shè)備等中得到了廣泛的應(yīng)用?？傊捎诟咝阅艿南⊥劣来挪牧系某霈F(xiàn)給永磁電機(jī)性能更優(yōu)化、結(jié)構(gòu)更簡化及大型化提供了必要條件，使電機(jī)向更高層次發(fā)展。