稀土永磁同步電機之永磁同步發(fā)電機的運行特性

    永磁同步發(fā)電機的運行特性包括外特性和效率特性。根據(jù)這些特性可以確定發(fā)電機的電壓調整率和額定效率，這些都是標志永磁同步發(fā)電機性能的基本數(shù)據(jù)。

一、外特性與電壓調整率

永磁同步發(fā)電機的外特性是當n一n，、 cos甲一常數(shù)時，端電壓與負載電流之間的關系曲線U一f ( I）。圖9一9表示帶有不同功率因數(shù)負載時永磁同步發(fā)電機的外特性。帶感性負載和純電阻負載時，外特性是下降的，這是由電樞反應的去磁作用和漏阻抗壓降引起的。帶容性負載且內功率因數(shù)角為超前時，由于電樞反應的助磁作用和容性電流的漏抗壓降上升，外特性可能是上升的。與普通同步發(fā)電機相比，永磁同步發(fā)電機的電樞反應去磁作用較小，外特性下降得小，電壓調整率較小。

從外特性可以求出發(fā)電機的電壓調整率，如圖9一10所示。調節(jié)負載使發(fā)電機工作在額定工況，卸去負載，讀取空載電動勢E0，則發(fā)電機的電壓調整率△ u為。電壓調整率是同步發(fā)電機的重要性能指標之一，過高的電壓調整率將對用電設備的運行產(chǎn)生較大影響。永磁同步發(fā)電機的勵磁難以調節(jié)，如何減小電壓調整率是永磁同步發(fā)電機設計的重要問題之一。

從式（9一26）可以看出，影響電壓調整率的既有外部負載因素，也有電機內部參數(shù)。當發(fā)電機帶感性負載且功率因數(shù)一定時，減小直軸電樞反應電抗和電樞繞組電阻、增大交軸電樞反應電抗，都可以降低電壓調整率。電壓調整率主要取決于電機的內部參數(shù)，其中以電樞反應電抗的影響為最大。因此，在進行永磁同步發(fā)電機設計時，應從以下兩方面人手：

( 1）削弱電樞反應的去磁作用。需要增大永磁體充磁方向長度。

( 2）減少繞組匝數(shù)以減小電阻和電抗。這就需要增加永磁體產(chǎn)生的磁通量，導致永磁體面積增大。

二、效率特性

效率特性是發(fā)電機在n一n，、 U一UN 、 cos甲一常數(shù)時，發(fā)電機的效率與輸出功率之間的關系曲線專。和其他電機一樣，永磁同步發(fā)電機的效率可以用直接負載法或損耗分析法求出。永磁同步發(fā)電機的損耗可分為基本損耗和雜散損耗兩部分?；緭p耗包括電樞的基本鐵耗pFe 、電樞基本銅耗pcu和機械損耗pme 。 。電樞基本鐵耗是指主磁通在電樞鐵心齒部和扼部交變所引起的損耗。電樞基本銅耗是換算到基準工作溫度時電樞繞組的直流電阻損耗。機械損耗包括軸承的摩擦損耗和通風損耗。雜散損耗包括電樞漏磁通在電樞繞組和其他金屬結構部件中所引起的渦流損耗?？倱p耗藝p求出后，效率即可確定