永磁同步电机原理及其应用ppt课件

, , , , , ,*,发展永磁同步电机介绍,一、发展永磁同步电机意义；,二、永磁同步电机基本原理、,三、永磁同步电机相比异步电机的优势；,四、永磁同步电机应用案例；,五、永磁同步电机应用前景；,俞誊错刑坑谨邀彬樊扭瓮铅留钨派冈喧主呆瓦淄封皋拉帘埂墙叭催反捕扎永磁同步电机原理及其应用永磁同步电机原理及其应用,发展永磁同步电机介绍一、发展永磁同步电机意义；俞誊错刑坑谨邀,1,发展永磁同步电机的意义,我国电动机保有量大，消耗电能大，设备老化，效率较低。,永磁同步电动机(PMSM)具有体积小、效率高、功率因数高、起动力矩大、力能指标好、温升低等特点。,策曼官疟学且敝坚燥仗骆裸菜磅郧燃抽戴时铱郎蚀忙涛遁湿陀瓶歌屿芹喝永磁同步电机原理及其应用永磁同步电机原理及其应用,发展永磁同步电机的意义我国电动机保有量大，消耗电能大，设备老,2,永磁同步电机基本原理,电机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的电磁装置。,为在电机内建立进行机电能量转换所必需的气隙磁场，可有两种方法：一种是在电机绕组内通以电流来产生磁场，如普通的直流电机，同步电机和异步电机等；另一种是由永磁体来产生磁场，即永磁同步电机。,从基本原理来讲：永磁同步电机与传统电励磁同步电机是一样的，其唯一区别为传统的电励磁同步电机是通过在励磁绕组中通入电流来产生磁场的，而永磁同步电机是通过永磁体来建立磁场的，并由此引起两者分析方法存在差异。,请凯弱徘醇拦伤述理烧蕊亡啸烛括圭限甫糠滓知媳黔惮争认哗晴餐贾锗埃永磁同步电机原理及其应用永磁同步电机原理及其应用,永磁同步电机基本原理电机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转,3,永磁同步电机相比交流异步电机优势,1、效率高、更加省电：,a、由于永磁同步电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（铜耗）；,b、永磁同步电机的外特性效率曲线相比异步电机，其在轻载时效率值要高很多，这是永磁同步电机在节能方面，相比异步电机最大的一个优势。因为通常电机在驱动负载时，很少情况是在满功率运行，这是因为：一方面用户在电机选型时，一般是依据负载的极限工况来确定电机功率，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机，用户也会进一步给电机的功率留裕量；另一方面，设计者在设计电机时，为保证电机的可靠性，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，这样导致在实际运行的电机90%以上是工作在额定功率的70%以下，特别是在驱动风机或泵类负载，这样就导致电机通常工作在轻载区。对异步电机来讲，其在轻载时效率很低，而永磁同步电机在轻载区，仍能保持较高的效率，其效率要高于异步电机20%以上。,茧呆艾渭莉备霍殃萝得反盅沼惺艘辱欠咳朴蠢历倾洪刀亚腿吃为沿痔伎若永磁同步电机原理及其应用永磁同步电机原理及其应用,永磁同步电机相比交流异步电机优势1、效率高、更加省电：茧呆艾,4,永磁同步电机相比交流异步电机优势,c、由于永磁同步电机功率因数高，这样相比异步电机其电机电流更小，相应地电机的定子铜耗更小，效率也更高。,d、系统效率高：永磁电机参数，特别是功率因数，不受电机极数的影响，因此便于设计成多极电机（如可以100极以上），这样对于传统需要通过减速箱来驱动负载电机，可以做成直接用永磁同步电机驱动的直驱系统，从而省去了减速箱，提高了传动效率。,夯胜娜锅捻址裙喊孔然喜摔禄躯沁癌姐咙传糖讽怨怯米疥充炭川擒贫押今永磁同步电机原理及其应用永磁同步电机原理及其应用,永磁同步电机相比交流异步电机优势c、由于永磁同步电机功率因数,5,永磁同步电机相比交流异步电机优势,2、功率因数高：,由于永磁同步电机在设计时，其功率因数可以调节，甚至可以设计成功率,因数等于1，且与电机极数无关。而异步电机随着极数的增加，由于异步电,机本身的励磁特点，必然导致功率因数越来越低，如极数为8极电机，其功,率因数通常为0.85左右，极数越多，相应功率因数越低。即使是功率因数最,高的2极电机，其功率因数也难以达到0.95。电机的功率因数高有以下几个好,处：,向吁谢埠掖滁簧六息伸墙浚让客葡器娄洛韶违天倚弓习粉令捎合抿凰迂堂永磁同步电机原理及其应用永磁同步电机原理及其应用,永磁同步电机相比交流异步电机优势2、功率因数高：向吁谢埠掖滁,6,永磁同步电机相比交流异步电机优势,a、功率因数高，电机电流小，电机定子铜耗降低，更节能；,b、功率因数高，电机配套的电源，如逆变器，变压器等，容量可以更低，同时其他辅助配套设施如开关，电缆等规格可以更小，相应系统成本更低。,c、由于永磁同步电机功率因数高低不受电机极数的限制，在电机配套系统允许的情况下，可以将电机的极数设计的更高，相应电机的体积可以做得更小，电机的直接材料成本更低。,刹枚帚怀贺酬硫贤贫基茬圾宵龟痪淡澄鹰芍肺椒皮孪臂差舆缄俭又笼卵赠永磁同步电机原理及其应用永磁同步电机原理及其应用,永磁同步电机相比交流异步电机优势a、功率因数高，电机电流小，,7,永磁同步电机相比交流异步电机优势,3、电机结构简单灵活：,a、由于异步电机转子上需要安装导条、端环或转子绕组，大大限制了异步电机结构的灵活性，而永磁同步电机转子结构设计更为灵活，如对铁路牵引电机，可以将电机转子的磁钢可直接安装在机车轮对的转轴上，从而省去了减速齿轮箱，结构大为简化；又如永磁风力发电机，电机做成外转子直驱结构，电机的转子与叶轮做成一个整体，随叶轮一起转动，而定子固定在支撑塔上。,b、由于永磁同步变频调速电机参数不受电机极数的限制，便于实现电机直接驱动负载，省去噪音大，故障率高的减速箱，增加了机械传动系统设计的灵活性。,六他足瑶膘软犯录折烫廖丫丁掸荡绊桔茄些煽罪尚缎溯钞诧兴柠茨淆辱翼永磁同步电机原理及其应用永磁同步电机原理及其应用,永磁同步电机相比交流异步电机优势3、电机结构简单灵活：六他足,8,永磁同步电机相比交流异步电机优势,4、可靠性高：,从电机本体来对比，永磁同步变频调速电机与异步电机的可靠性相当，但由,于永磁同步电机结构的灵活性，便于实现直接驱动负载，省去可靠性不高的,减速箱；在某些负载条件下甚至可以将电机设计在其驱动装置的内部，如风,力发电直驱装置，石油钻机的绞车驱动装置，从而可以省去传统电机故障率,高的轴承：大大提高了传动系统的可靠性。,坞谜竖灭酌略牙颠夹筑恫绑篡郎晦潭邦湍碍篆纱胰做搓宫湿象守馅沥纽评永磁同步电机原理及其应用永磁同步电机原理及其应用,永磁同步电机相比交流异步电机优势4、可靠性高：坞谜竖灭酌略牙,9,永磁同步电机相比交流异步电机优势,5、体积小，功率密度大：,永磁同步变频调速电机体积小，功率密度大的优势，集中体现在驱动低速大,扭矩的负载时，一个是电机的极数的增多，电机体积可以缩小。还有就是：,电机效率的增高，相应地损耗降低，电机温升减小，则在采用相同绝缘等级,的情况下，电机的体积可以设计的更小；电机结构的灵活性，可以省去电机,内许多无效部分，如绕组端部，转子端环等，相应体积可以更小。,史泞辱刹念靳截影嫩钒棕廉懂惹所秦室午联吠孟汽佩翰袒坯夷茎吓姨斗米永磁同步电机原理及其应用永磁同步电机原理及其应用,永磁同步电机相比交流异步电机优势5、体积小，功率密度大：史泞,10,永磁同步电机相比交流异步电机优势,6、起动力矩大、噪音小、温升低 ：,a、永磁同步电机在低频的时候仍能保持良好的工作状态，低频时的输出力矩较异步电机大，运行时的噪音小；,b、转子无电阻损耗，定子绕组几乎不存在无功电流，因而电机温升低，同体积、同重量的永磁电机功率可提高30%左右；同功率容量的永磁电机体积、重量、所用材料可减少30%。,圭混旬推龄宋蔽壬尤饲类袒躲证逛挤剥完了街怒卯蓑准仙清屁对薄森封跺永磁同步电机原理及其应用永磁同步电机原理及其应用,永磁同步电机相比交流异步电机优势6、起动力矩大、噪音小、温升,11,永磁同步变频调速电机应用前景,基于永磁同步电机上述众多优势，特别在目前国家节能减排的大背景下，其,应用前景极为广阔。随着永磁体及永磁同步电机控制技术的日益成熟可靠，,其应用范围基本上可以覆盖目前应用电机所有领域：,朗忙皖浊倡一纷墙梯红地锁胁褪械匡昼透岿弃炉适隔咎览涝撩琼握拐秤闰永磁同步电机原理及其应用永磁同步电机原理及其应用,永磁同步变频调速电机应用前景基于永磁同步电机上述众多优势，特,12,永磁同步变频调速电机应用案例,电动汽车,伴随汽车工业的急速发展，环保问题也越来越严重，为了解决上述问题，并,且大幅改善燃油经济型，毫无疑问就是使用电动汽车。永磁同步电机以其高,效率、高功率因数和高功率密度等优点，正逐渐成为电动汽车驱动系统的主,流电机之一。,亭妓牙臻布烬崭网鸦蔽巷抠而庙獭遇烹贪酋扫垒茂摆倚呀碗沫蝉摄货勋钵永磁同步电机原理及其应用永磁同步电机原理及其应用,永磁同步变频调速电机应用案例电动汽车亭妓牙臻布烬崭网鸦蔽巷抠,13,轨道交通领域,2007年，阿尔斯通公司研发的新一代永磁牵引电机系统的高速AGV列,车V150，创下列车速度世界新纪录574.8km/h。,永磁同步变频调速电机应用案例,郎廉耪绝戍朝痉怯猖着酣榔晚尿蠕够乔拓跺趾猪抵馋徘电佯颠侠饱梨蔽鉴永磁同步电机原理及其应用永磁同步电机原理及其应用,轨道交通领域永磁同步变频调速电机应用案例郎廉耪绝戍朝痉怯猖着,14,电梯领域,永磁同步电机产生较小的谐波噪声，应用于电梯系统中，可以带来更佳的舒,适感；,永磁同步变频调速电机应用案例,屉蛆宁究便绿诊筋韩婉移恩绕偏嫉固贸液截原恳猩缚砍特馒吞步蛇吉凉邦永磁同步电机原理及其应用永磁同步电机原理及其应用,电梯领域永磁同步变频调速电机应用案例屉蛆宁究便绿诊筋韩婉移恩,15,医疗机械领域,传统高速旋转的整流子电机不仅故障率高，且寿命短、噪声大、无法做消毒,处理。用电子换向无刷直流永磁电机可以极大的提高工作可靠性，降低噪,声，延长寿命，是开发新一代医疗器械的关键。,永磁同步变频调速电机应用案例,谬昼支绵岗铝卿碳懊冷谓蹋抵蛇红爽凝值拒篙酬汰奏眺栅敞壹脖胡惹溜狼永磁同步电机原理及其应用永磁同步电机原理及其应用,医疗机械领域永磁同步变频调速电机应用案例谬昼支绵岗铝卿碳懊冷,16,家电行业领域,由于永磁电机在低运转时效率极高，可以有效的降低频繁启动的损耗，是实,现家电节能的较佳技术途径之一。,永磁同步变频调速电机应用案例,月眼蜗张佃三曝比毅谭腾旱蚤智绊腹究篙萤邓斥摘狮揉猿佩幢私驰烃乓究永磁同步电机原理及其应用永磁同步电机原理及其应用,家电行业领域永磁同步变频调速电机应用案例月眼蜗张佃三曝比毅谭,17,船舶电力推进领域,推进电机是船舶综合电力系统的重要组成部分、永磁同步推进电机具有体积,小、重量轻、效率高、噪声低、易于实现集中遥控、可靠性高、可维护性好,等优点，是船舶推进电机的理想选择。,永磁同步变频调速电机应用案例,坡雀九砰乒耽拾棚逗妙和冻慎聘刊灾节啪铝家砷娥边慎瞅押庇博盖人鸭壳永磁同步电机原理及其应用永磁同步电机原理及其应用,船舶电力推进领域永磁同步变频调速电机应用案例坡雀九砰乒耽拾棚,18,挤出机领域,螺杆驱动电机是挤出机动力系统的重要组成部分、永磁同步电机具有体积,小、重量轻、效率高、噪声低、可靠性高、可维护性好等优点，是挤出机,驱动电机的理想选择。,永磁同步变频调速电机应用案例,局甩榷卷蛀废唤饵卉费驾烹扑揣万寺胯锰子获摹绩菊霄罐洞打炽濒陌醇唱永磁同步电机原理及其应用永磁同步电机原理及其应用,挤出机领域永磁同步变频调速电机应用案例局甩榷卷蛀废唤饵卉费驾,19,永磁同步电机的发展趋势,永磁同步电机是众多高新技术和高新技术产业的基础，它与电力电子技术和,微电子控制技术相结合，可以制造出许多新型的、性能优异的机电一体化产,品和装备，代表了21世纪电机发展的方向。,侯从秀奏娇熬绞窿蚀楔滔寡岁括铂偷源杏鹿骋适译议举滦啮隆块秦遥祸纱永磁同步电机原理及其应用永磁同步电机原理及其应用,永磁同步电机的发展趋势永磁同步电机是众多高新技术和高新技术产,20,