分析高效永磁同步電機的應用
永磁同步電機與感應電動機相比,不需要無功勵磁電流,可以顯著提高功率因數(可達到1,甚至容性),減少了定子電流和定子電阻損耗,而且在穩定運行時沒有轉子銅耗,進而可以減小風扇(小容量電機甚至可以去掉風扇)和相應的風摩損耗,效率比同規格感應電動機可提高2~8個百分點。而且,永磁同步電動機在25%~120%額定負載范圍內均可保持較高的效率和功率因數,使輕載運行時節能效果更為顯著。這類電機一般都在轉子上設置起動繞組,具有在某一頻率和電壓下直接起動的能力。目前主要應用在油田、紡織化纖工業、稀土分離、陶瓷玻璃工業和年運行時間長的風機水泵等領域。
我國自主開發的高效高起動轉矩釹鐵硼永磁同步電動機在油田應用中可以解決“大馬拉小車”問題,起動轉矩比感應電動機大50%~100%,可以替代大一個機座號的感應電動機,節電率在20%左右。
紡織化纖行業中負載轉動慣量大,要求高牽入轉矩。合理設計永磁同步電動機的空載漏磁系數、凸極比、轉子電阻、永磁體尺寸和定子繞組匝數可以提高永磁電機的牽入性能,促使它應用于新型的紡織和化纖工業。
大型電站、礦山、石油、化工等行業所用幾百千瓦和兆瓦級風機、泵類用電機是耗能大戶,而目前所用電機的效率和功率因數較低,改用釹鐵硼永磁后不僅提高了效率和功率因數,節約能源,且為無刷結構,提高了運行的可靠性。目前1120kW永磁同步電動機是世界上功率最大的異步起動高效稀土永磁電機,效率高于96.5%(同規格電機效率為95%),功率因數0.94,可以替代比它大1~2個功率等級的普通電動機。