新聞資訊
永磁同步電機的發(fā)展及研究現(xiàn)狀
發(fā)布時間：
2023-05-17 17:05
永磁同步電機的發(fā)展及研究現(xiàn)狀
1. 永磁同步電機的發(fā)展基礎
① 高性能稀土永磁材料的應用
稀土永磁材料經(jīng)歷了SmCo5、Sm2Co17、Nd2Fe14B 三個階段?，F(xiàn)在以釹鐵硼為代表的永磁材料因其在磁學性能上表現(xiàn)優(yōu)異成為應用最廣泛的一類稀土永磁材料。永磁材料的發(fā)展帶動了永磁電機的發(fā)展。與傳統(tǒng)的電勵磁三相感應電機相比，永磁體替代了電激磁磁極，簡化了結構，消除了轉(zhuǎn)子的滑環(huán)、電刷，實現(xiàn)了無刷結構，縮小了轉(zhuǎn)子體積。這使得電機的功率密度、轉(zhuǎn)矩密度和工作效率提高，且使電機體積變小，質(zhì)量減輕，使其應用領域進一步擴大，促使電動機向更大功率方向發(fā)展。
② 新型控制理論的應用
近年來，控制算法發(fā)展很快，其中，矢量控制算法從原理上解決了交流電機的驅(qū)動策略問題，使得交流電機具有良好的控制性能。直接轉(zhuǎn)矩控制的出現(xiàn)使控制結構更加簡單，以及具有對參數(shù)變化電路棒性能強和轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應速度快的特點。間接轉(zhuǎn)矩控制技術解決了直接轉(zhuǎn)矩在低速時轉(zhuǎn)矩脈動大的問題，提高了電動機的轉(zhuǎn)速和控制精度。
③ 高性能電力電子器件和處理器的應用
現(xiàn)代電力電子技術是信息產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)間重要的接口，是弱電與被控強電之間的橋梁。電力電子技術的發(fā)展使驅(qū)動控制策略得以實現(xiàn)。比如20世紀 70 年代出現(xiàn)了通用變頻器的系列產(chǎn)品，它們能將工頻電源轉(zhuǎn)換成頻率連續(xù)可調(diào)的變頻電源，如此就為交流電的變頻調(diào)速創(chuàng)造了條件。這些變頻器在頻率設定后具有軟啟動能力，頻率能以一定的速率從零上升到設定的頻率，并且上升速率在很大范圍內(nèi)可連續(xù)調(diào)整，解決了同步電動機的啟動問題。
2. 國內(nèi)外永磁同步電機的發(fā)展現(xiàn)狀
歷史上第一臺電機是永磁電機。當時，永磁材料性能比較差，永磁體矯頑力和剩磁都太低，不久就被電勵磁電機取代了。到了20世紀 70 年代，以釹鐵硼為代表的稀土永磁材料擁有很大的矯頑力、剩磁，退磁能力強和較大的磁能積使大功率永磁同步電機登上歷史的舞臺?，F(xiàn)在，關于永磁同步電機的研究日趨成熟，正朝向高速度，大轉(zhuǎn)矩、大功率、高效率以及微型化、智能化發(fā)展。近年來，在永磁同步電機本體上出現(xiàn)了很多高端電機，比如1986年德國西門子公司開發(fā)的230r/min、1 095 kW的六相永磁同步電動機。用它為艦船提供動力，其體積比傳統(tǒng)的直流電機小近60%，損耗降低近 20%. 瑞士 ABB 公司建造的用于艦船推進的永磁同步電動機最大安裝容量達 38 MW。我國對永磁電機的研究起步晚，隨著國內(nèi)學者和政府的大力投入，它發(fā)展得很快。目前，我國已經(jīng)研制生產(chǎn)出3MW 高速度永磁風力發(fā)電機，南車株洲公司也在研制更大功率的永磁電機。
隨著微型計算機技術及自動控制技術的發(fā)展，永磁同步電動機在各領域得到了廣泛的應用?，F(xiàn)在由于社會的進步，人們對永磁同步電機的要求更加苛刻，促使永磁電動機向著擁有更大的調(diào)速范圍和更高的精度控制發(fā)展。由于現(xiàn)在生產(chǎn)工藝的提高，具有高性能的永磁材料得到進一步的發(fā)展。這使其成本大大降低，逐漸被應用于生活的各個領域。
上一頁
上一頁