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永磁电机性能优势与劣势都有哪些?

与普通的三相异步电动机比,永磁同步电动机具有高启动转矩、启动时间较短、高过载能力的优点,可以根据实际轴功率降低设备驱动电动机的装机容量,节约能源的同时减少固定资产的投资。

相对而言,永磁同步电动机控制方便,转速只决定于频率,运行平稳可靠,不随负载及电压的波动而变化。鉴于永磁同步电机转速严格同步的特点,决定了电机动态响应性能好的优势,比较适合于变频控制。

永磁同步电动机的优势更在于其两低两高,即损耗和温升低、功率因数和效率高,这也正是人们对于电机性能的追求,也就决定了永磁电机的市场应用地位。

永磁电机为何损耗低、温升低?

由于永磁同步电动机的磁场是由永磁体产生的,从而避免通过励磁电流来产生磁场而导致的励磁损耗,即我们说的铜损耗;电机运行时转子运行无电流,显著降低了电动机温升,据不完全统计,在相同负载条件下,温升会低20K左右。

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永磁同步电机的高功率因数和高效率

相比异步电动机,永磁同步电动机在轻载时效率值要高很多,其高效运行范围宽,负载率在25%~120%范围内效率大于90%,永磁同步电动机额定效率可达现行国标的1级能效要求,这是其在节能方面,相比异步电动机最大的一个优势。

实际运行中,电动机在驱动负载时很少以满功率运行。其原因是:一方面,设计人员在电动机选型时,一般是依据负载的极限工况来确定电动机功率,而极限工况出现的机会是很少的,同时,为防止在异常工况时烧损电动机,设计时也会进一步给电动机的功率留裕量;另一方面,电动机制造商为保证电动机的可靠性,通常会在用户要求的功率基础上,进一步留一定的功率裕量。这样就导致实际运行的电动机,大多数工作在额定功率的70%以下,特别是驱动风机或泵类负载,电动机通常工作在轻载区。对异步电动机来讲,其轻载效率很低,而永磁同步电动机在轻载区,仍能保持较高的效率。

永磁同步电动机功率因数高,且与电动机级数无关,电动机满负载时功率因数接近1,这样相比异步电动机,其电动机电流更小,相应地电动机的定子铜耗更小,效率也更高。而异步电动机随着电动机级数的增加,功率因数越来越低。而且,因为永磁同步电动机功率因数高,电动机配套的电源(变压器)容量理论上是可以降低,同时可以降低配套的开关设备和电缆等规格。

永磁同步电机之劣势

永磁同步电机也有其劣势,比如:永磁同步电动机的启动电流倍数约为9倍,较异步电动机的启动电流大;永磁同步电动机不能采用降压启动方式。因为在降压供电条件下,其异步启动转矩下降比异步电动机大,会造成启动困难。对于永磁同步电动机的自启动特性和系统短路时的反馈电流,不同设备制造厂的参数差别较大,且由于相关数据获取较难,永磁同步电动机的应用,会对用电系统的短路水平和启动计算校验带来一些不确定的因素。

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