永磁電機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理

　　一、結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

　　1、永磁同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)

　　永磁同步發(fā)電機(jī)分為正弦波驅(qū)動(dòng)電流的永磁同步發(fā)電機(jī)和方波驅(qū)動(dòng)電流的永磁同步發(fā)電機(jī)。這里介紹的主要是以三相正弦波驅(qū)動(dòng)的永磁同步發(fā)電機(jī)。

　　定子線圈

　　定子

　　轉(zhuǎn)子

　　永久磁鐵

　　圖1 永磁同步發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖

　　永磁發(fā)電機(jī)的主要是由轉(zhuǎn)子、端蓋及定了等各部件組成，其定了結(jié)構(gòu)與通的交流發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)非常相似，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)與交流發(fā)電機(jī)的最大不同是在轉(zhuǎn)子上放有高質(zhì)量的永磁體磁極，根據(jù)在轉(zhuǎn)子上安放永磁體的位置的不同，永磁發(fā)電機(jī)通常被分為表面式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。

　　2、永磁同步發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)

　　優(yōu)點(diǎn):

　　(1)用永磁體取代繞線式同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子中的勵(lì)磁繞組，從而省去了勵(lì)磁線圈、渭環(huán)和電刷，以電子換向?qū)崿F(xiàn)無刷運(yùn)行，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行可靠:(2)永磁同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與電源頻率間始終保持準(zhǔn)確的同步關(guān)系，控制電源頻率就能控制發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，

　　(3)永磁同步發(fā)電機(jī)具有較硬的機(jī)械持性，對于因負(fù)載的變化而引起的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的擾動(dòng)具有較強(qiáng)的承受能力:

　　(4)永磁發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子為永久磁鐵無需勵(lì)磁，因此發(fā)電機(jī)可以在很低的轉(zhuǎn)速下保持同步運(yùn)行，調(diào)速范圍寬;

　　(5)永磁同步發(fā)電機(jī)與異步發(fā)電機(jī)相比，不需要無功勵(lì)磁電流，因而功率因數(shù)高，定子電流和定子銅耗小，效率高:

　　(6) 體積小、重量輕。

　　(7) 結(jié)構(gòu)多樣化，應(yīng)用范圍廣。

　　缺點(diǎn):(1)由于永磁同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子為永磁體，無法調(diào)節(jié)，必須通過加定子直軸去磁電流分量來削弱磁場，這會(huì)增大定子的電流，增加發(fā)電機(jī)的銅耗:(2) 永磁發(fā)電機(jī)的磁鋼價(jià)格較高。

　　在原理方面

　　定子和轉(zhuǎn)子的磁場相互作用在平面內(nèi)產(chǎn)生兩種相互垂直作用的電磁力，從而實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，并且電磁推力是永磁陣列產(chǎn)生的磁場與線圈陣列中的電流相互作用的結(jié)果。當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩克服轉(zhuǎn)子本身的慣性，以及永磁體的永磁電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼產(chǎn)生的阻尼轉(zhuǎn)矩，電動(dòng)機(jī)開始運(yùn)動(dòng)。

　　BELDRIVE永磁電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

　　(1)效率高，環(huán)保節(jié)能

　　BELDRIVE永磁電機(jī)是一種高效節(jié)能產(chǎn)品，與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相比，BELDRIVE永磁電機(jī)不需要無功勵(lì)磁電流，故能夠大大的提高功率因數(shù)。經(jīng)大量統(tǒng)計(jì)計(jì)算，BELDRIVE永磁電機(jī)比同規(guī)格熱機(jī)的效率提高了2%～8%，并且還可以用較小容量的永磁電機(jī)替代較大容量的感應(yīng)電機(jī)，較好的解決了能源浪費(fèi)的問題。長期使用這種產(chǎn)品，可以達(dá)到環(huán)保節(jié)能的目的。

　　(2)高效能

　　高效能化也是BELDRIVE永磁電機(jī)的明顯優(yōu)勢，一些性能指標(biāo)是傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)所不及的，在某些機(jī)構(gòu)，調(diào)速比可高達(dá)1：10000，轉(zhuǎn)速控制精度可達(dá)0.1%。

　　(3)結(jié)構(gòu)類型多樣，有寬泛的應(yīng)用范圍

　　由于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)是多樣的，因此BELDRIVE永磁電機(jī)的許多品種都有不同的特點(diǎn)和性能，從日常生活到航空航天，從簡單電動(dòng)工具到高科技產(chǎn)品，幾乎無所不包。

　　(4)優(yōu)異的控制性能

　　由于稀土永磁材料的高性能而使電機(jī)的力矩常數(shù)、轉(zhuǎn)矩慣量比、功率密度等大大提高。通過合理設(shè)計(jì)又能使轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、電氣及機(jī)械時(shí)間常數(shù)等指標(biāo)大大降低，作為伺服控制性能的主要指標(biāo)有了很大改善。

　　現(xiàn)代永磁電機(jī)中，永磁磁路的設(shè)計(jì)已較完善，加上稀土永磁材料的矯頑力高，因而BELDRIVE永磁電機(jī)的抗電樞反應(yīng)及其它去磁的能力大大加強(qiáng)，電機(jī)的控制參量隨外部擾動(dòng)影響大大減小。