同步電機之提高異步起動永磁同步電動機效率和功率因數(shù)的措施

異步起動水磁同步電動機通常被用作高效電動機以替代力能指標較低的感應電動機，調(diào)速永磁同步電動機也為了減小變頻電源的視在容量而要求電動機具有較高的效率和功率因數(shù)．因此有必要進一步研究提高永磁同步電動機的功率因數(shù)和效率的措施。圖6一22示出，當其他參數(shù)不變時，永磁同步電動機在給定負載下定子電流乙與空載反電動勢E 。的關系為一v形曲線，這說明E 。對電動機的功率因數(shù)影響很大。要提高電動機的功率因數(shù)，必須使電動機的凡在一個合適的取值范圍內(nèi)。調(diào)節(jié)永磁體的尺寸，可使電動機功率因數(shù)接近1 。如要使電動機運行于容性功率因數(shù)，則需更多地增大永磁體的用量。需要指出的是電動機不同．功率因數(shù)與電動機E 。的關系曲線也不一樣，而且電動機功率因數(shù)的大小還與電動機的其他參數(shù)（等）有著密切的關系。

    永磁同步電動機一般設計得即使在輕載運行時功率因數(shù)和效率也較高，這是水著 磁同步電動機一個非?？少F的優(yōu)點，圖6-34為某臺永磁同步電動機與同規(guī)格感應電動機效率和功率因數(shù)的比較曲線。

    設計中可通過兩個途徑來提高E 。，即增大繞組串聯(lián)匝數(shù)和增加永磁體用量。前者只能在電動機起動轉(zhuǎn)矩、最小轉(zhuǎn)矩、失步轉(zhuǎn)矩和牽入同步能力有裕度的前提下方可進行，而后者則要考慮到不使電動機磁過于飽和和制造成本不能過高。永磁同步電動機具有較高的空載反電動勢E，不僅可提高穩(wěn)定運行時的功率因，還可使運行于沖擊負載下的永磁同步電動機具有較強的穩(wěn)定、較高的平均功率因數(shù)和平均效率。

    較高的功率因數(shù)還使定子電流變小、銅耗下降、效率提高和溫升降低，所以，設計高功率因數(shù)的永磁同步電動機是提高電動機效率的一條重要途徑為減小永磁同步電動機的鐵耗，一般采用單位損耗較小的鐵磁材料，并配合以氣隙磁場波形的優(yōu)化設計，以減小諧波造成的附加鐵耗減小永磁同步電動機的機械損耗的措施與設計其他種類電機時所采取的措施類似，如提高電動機裝配質(zhì)量，采用合適的軸承和高效潤滑劑等。需要指出的是，由于水磁同步電動機力能指標較高，電動機損耗小，溫升較低，因此可采用風量較小的風扇散熱，這使電動機的機械損耗進一步減小。

永磁同步電動機雜散損耗比同規(guī)格感應電動機的要大。這是因為前者的氣隙磁場諧波含量比后者大。極弧系數(shù)（與定、轉(zhuǎn)子槽配合、永磁體槽及隔磁措施有關）設計不合理時，氣隙磁場諧波尤其大，會導致電動機的雜散損耗明顯增大。選取合適的定、轉(zhuǎn)子槽配合，采用丫接雙層短距繞組或正弦繞組，合理設計極弧系數(shù)，減小槽開口寬度或采用閉口糟等都是減小電動機雜散損耗的有效途徑。將定子斜一定的距離也可以降低水磁同步電動機的雜散損耗。定子斜槽不僅適用于異步起動永磁同步電動機．也適用于調(diào)速永磁同步電動機，不僅可減小電動機的雜散損耗，還可減小電動機的噪聲和振動，提高電動機運行的平穩(wěn)性。適當加大氣隙長度占可在一定程度上減小電動機的雜散損耗。水磁同步電動機的氣隙長度通常比同規(guī)格感應電動機大，而且電動機容量越大，氣隙大得越多。試驗表明，當某臺永磁同步電動機氣隙增大0 . Olcm后，由于電動機雜散損耗的下降可提高效率1 . 5個百分點。定子采用閉口槽或采用磁性槽楔，可減小電動機齒磁導諧波導致的雜散損耗。但閉口槽使電動機漏磁系數(shù)和槽漏抗有所增大。

    總之，提高永磁同步電動機力能指標的途徑較多，也比較復雜，因為某些措施的采取，有可能影響到電動機的其他性能，必須通盤考慮，根據(jù)電動機的性能指標要求和生產(chǎn)廠的具體制造工藝，采取合適的措施，以排除不利因素，提高電動機的力能指標。