永磁同步電機(jī)

永磁同步電機(jī)(PMSM)是一種由永磁體勵(lì)磁產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步電機(jī)。永磁體作為轉(zhuǎn)子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。三相定子繞組在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下與電樞反應(yīng)，感應(yīng)出三相對(duì)稱(chēng)電流。此時(shí)，轉(zhuǎn)子動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能，PMSM作為發(fā)電機(jī)。另外，在定子側(cè)引入三相對(duì)稱(chēng)電流時(shí)，由于三相定子空間位置相差120度，三相定子電流在空間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的電磁力作用下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，永磁同步電機(jī)作為電機(jī)使用。

異步電機(jī)

當(dāng)電機(jī)的三相定子繞組中引入三相對(duì)稱(chēng)交流電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流(轉(zhuǎn)子繞組為閉合路徑)。載流轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的作用下會(huì)產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向相同。當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中切割磁力線(xiàn)時(shí)，導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此得名“感應(yīng)電機(jī)”。感應(yīng)電流和磁場(chǎng)的共同作用對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子施加驅(qū)動(dòng)力。

永磁電機(jī)和異步電機(jī)的區(qū)別

1.高效率

這里所說(shuō)的高效率，不僅僅是指額定功率點(diǎn)的效率與普通三相異步電動(dòng)機(jī)相分離，而是指其在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)的平均效率。永磁同步電機(jī)的勵(lì)磁磁場(chǎng)由永磁體提供，轉(zhuǎn)子不需要?jiǎng)?lì)磁電流，提高了電機(jī)效率。與異步電機(jī)相比，它可以在任何速度點(diǎn)節(jié)省電能，尤其是在低速時(shí)。

2.起動(dòng)轉(zhuǎn)矩

一般永磁同步電機(jī)也采用異步起動(dòng)方式。由于永磁同步電機(jī)正常工作時(shí)轉(zhuǎn)子繞組不工作，所以在設(shè)計(jì)永磁電機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)子繞組可以完全滿(mǎn)足高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求，例如起動(dòng)時(shí)間從1.8倍增加到2.5倍，甚至更大。

3.對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響

由于異步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)低，電動(dòng)機(jī)需要從電網(wǎng)中吸收大量的無(wú)功電流，導(dǎo)致電網(wǎng)和發(fā)電設(shè)備中產(chǎn)生大量的無(wú)功電流，進(jìn)一步降低了電網(wǎng)的品質(zhì)因數(shù)，增加了電網(wǎng)、炮變電設(shè)備和發(fā)電設(shè)備的負(fù)荷。同時(shí)，無(wú)功電流消耗電網(wǎng)、變電設(shè)備和發(fā)電設(shè)備中的部分電能，導(dǎo)致電網(wǎng)效率低下，影響電能的有效利用。同樣，由于異步電機(jī)效率低，需要從電網(wǎng)中吸收更多的電能來(lái)滿(mǎn)足發(fā)電需求，這進(jìn)一步增加了電能和負(fù)載的損失，加重了電網(wǎng)的負(fù)荷。永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子無(wú)感應(yīng)電流勵(lì)磁，電機(jī)功率因數(shù)高，提高了電網(wǎng)品質(zhì)因數(shù)，無(wú)需在電網(wǎng)中安裝補(bǔ)償器。同時(shí)，由于永磁電機(jī)的高效率，也節(jié)約了電能。

4.體積小，重量輕

由于使用高性能永磁材料提供磁場(chǎng)，永磁電機(jī)的氣隙磁場(chǎng)比感應(yīng)電機(jī)大，永磁電機(jī)的體積和重量比感應(yīng)電機(jī)可以大大減少。比如11kW異步電機(jī)重量多220kg，永磁電機(jī)重量只有92kg，相當(dāng)于異步電機(jī)重量的45.8%。