同步電機之關(guān)于稀土永磁電機

    一般所說的稀土永磁電機都是指第三代稀土永磁電機，因為這種永磁材料性能優(yōu)異，價格相對便宜，因此比第一代或第二代稀土永磁材料更有前景。欽鐵硼永磁電機，作為新生代的永磁電機具有很大的發(fā)展?jié)摿?，電機界的權(quán)威專家認為，錢鐵硼的發(fā)展方向一方面是逐漸取代其他永磁材料的永磁電機，另一方面是取代一部分電勵磁電機。近年來由于電機界研究者的工作，已經(jīng)取得了很大的成績。

l）永磁同步發(fā)電機永磁同步發(fā)電機不需要勵磁繞組及直流勵磁電源，這樣就取消了最容易出問題的集電環(huán)和電刷裝置，使之成為無刷發(fā)電機，因而發(fā)電機結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠。采用欽鐵硼永磁材料后，電機的氣隙磁感應(yīng)強度可以增大，這樣使電機體積縮小、重量減輕。對于航空、航天和其他高可靠性和高性價比的場合具有重要意義，所以航空航天部門中正努力進行這方面的研究。

另外，在風(fēng)力發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電及小型水利發(fā)電機、小型內(nèi)燃發(fā)電機組等方面也在進行深人研究和推廣。稀土永磁發(fā)電機，作為大型汽輪或水輪發(fā)電機組的勵磁機，我國早在20世紀80年代便研制成功了40一160kVA稀土永磁發(fā)電機，這種電機的研制成功大大提高了電站運行的可靠性。

2）永磁同步電動機永磁同步電動機與感應(yīng)電動機相比，不需要無功勵磁電流，可以提高電動機的功率因數(shù)，而且在穩(wěn)定運行時沒有轉(zhuǎn)子電阻損耗，從而使其效率比同規(guī)格的感應(yīng)電動機有所提高。而且永磁同步電動機在25 % -120％額定負載范圍內(nèi)均可保持較高效率和功率因數(shù)，從而使電動機在運行時，特別是輕載運行時有著顯著的節(jié)能效果。當(dāng)然這種電機不具備自起動能力，但是電機工作者在該電動機上加裝了起動繞組，使之能夠直接起動，人們把這種電動機稱之為具有異步起動能力的同步電動機。在我國，沈陽工業(yè)大學(xué)與閩東電機廠研制的800W紡織專用永磁同步電動機效率高達91 %，功率因數(shù)為0 . 95 ,節(jié)能率可達10％。

3）稀土永磁無刷電動機隨著電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展和元器件價格降低，人們已經(jīng)和正在研制各種不同變頻供電電源的永磁同步電動機，加上轉(zhuǎn)子位置閉環(huán)控制系統(tǒng)而構(gòu)成自同步的永磁電動機，這種電動機一般稱為無刷直流電動機。這種電動機既具有電勵磁直流電動機的優(yōu)異調(diào)速特性，又實現(xiàn)了無刷結(jié)構(gòu)，這在要求高控制精度和高可靠性場合，如航空航天、數(shù)控機床、加工中心、機器人、計算機外部設(shè)備、家用電器等方面獲得廣泛的應(yīng)用。這其中反電動勢波形和供電波形都是矩形波的電動機稱為無刷直流電動機；反電動勢波形及供電波形都是正弦波的電動機稱同步電動機，在這里我們統(tǒng)稱為永磁無刷直流電動機。在家用電器中，如空調(diào)、電冰箱、洗衣機、吸塵器、風(fēng)扇等既是耗電大件，又是噪聲來源。如果用無刷電動機逐步取代有刷電動機，不但為人們節(jié)約能源，而且又使生活條件得到改善。由于稀土永磁材料具有高剩余磁感應(yīng)強度、高矯頑力和高磁能積的特點，它可以研制成具有較大氣隙長度和較高氣隙磁感應(yīng)強度的電機，根據(jù)需要，可以制成無齒槽的盤式電動機、無槽電機、無鐵心電機等無刷直流電機，這些電機由于無齒槽結(jié)構(gòu)，既可以減少電機的重量和轉(zhuǎn)動慣量，提高電機響應(yīng)靈敏度，又可以減少電機中電磁諧波成分，減少電機脈動轉(zhuǎn)矩，增加運行的平穩(wěn)性，同時簡化制造工藝，因而在高精確控制場合，如計算機外部設(shè)備、辦公設(shè)備等中得到了廣泛的應(yīng)用?？傊?，由于高性能的稀土永磁材料的出現(xiàn)給永磁電機性能更優(yōu)化、結(jié)構(gòu)更簡化及大型化提供了必要條件，使電機向更高層次發(fā)展。