永磁电机在火电厂中的应用研究

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永磁电机在火电厂中的应用研究
永磁发电机   
摘要: 文章对国内外永磁同步电机的发展现状进行了简单分析,根据永磁电机的特点,分析永磁电机在火电厂中三个典型的技术经济优势,在火电厂的辅机中用高效永磁同步电动机代替异步电机,具有良好的节能效果。
关键词: 永磁同步电机 稀土永磁材料 异步启动永磁同步电动机 变频永磁电机
永磁电机与电励磁电机相比,永磁电机具有结构简单,运行可靠;损耗小,效率高;电机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点,因而应用范围遍及航空航天、国防、工农业生产和日常生活的各个领域。
国内外永磁同步电机的发展现状
人参切片机历史上第一台电机是永磁电机,1821年法拉第发现通电的导线能绕永磁铁旋转,第一次成功地实现了电能向机械能的转换,从而建立了电机的实验室模型,被认为是世界上第一台电机。
当时,永磁材料为天然磁铁矿石(Fe3O4),性能比较差,其剩磁和矫顽力都太低,不久就被电励磁电机取代了。
1845年英国的惠斯通用电磁体代替了天然永磁铁,1857年发明了自励电励磁发电机。由于电励磁方式能在电机中产生足够强的磁场,使电机体积小、重量轻、性能优良,在此之后的一百多年里,电励磁电机理论和技术得到了迅猛的发展,而永磁励磁方式在电机中的应用则较少。
1967年出现的稀土永磁材料具有很强的剩磁、矫顽力和较大的磁能积,使大功率永磁电机登上历史的舞台。进入90年代以来,随着永磁材料性能的不断提高和完善,特别是钕铁硼永磁的热稳定性和耐腐蚀性的改善和价格的逐步降低,永磁电机的研究开发进入一个新阶段,应用也越来越广泛。
我国稀土资源丰富,稀土永磁的产量居世界前列,使得稀土永磁材料的产品质量不断提高、成本价格不断降低,为制造较大功率的中国稀土永磁电机奠定了坚实基础。
永磁电机在船舶(电力推进系统)、轨道交通(高铁、动车)、新能源汽车、风力发电、
rna测序电梯(永磁同步曳引机)、航空航天(无刷直流电机)、机床(伺服控制)等领域已得到了广泛的应用,但永磁电机目前在火力发电厂中的应用还不多。隔音仓
2  永磁同步电动机的结构和特点
永磁同步电动机的运行原理与电励磁同步电动机相同,它以永磁体提供的磁通替代后者的励磁绕组励磁。永磁同步电动机的结构较为简单,且省去了易出问题的集电环和电刷,提高了电动机运行的可靠性;又因无需励磁电流,省去了励磁损耗,提高了电机效率和功率密度。
2.1 永磁同步电动机的结构
普通用途的永磁同步电动机与异步电动机相比,最大不同在于使用了更先进的转子结构,用高效的永磁材料替代了异步电机的鼠笼转子,其定子结构与异步电动机相差不大,而主要区别在于转子的结构。
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对于异步启动永磁同步电动机,一般都在转子上设置启动绕组,使其具有在某一频率(例如工频)和电压下(例如额定电压)直接起动的能力。
(1) 定子结构
普通用途的永磁同步电动机定子结构与异步电动机相同,主要包含定子铁芯、定子绕组和机座等几部分。
(2) 转子结构
转子结构主要包括转子铁芯、永磁体、(启动绕组)和转轴。异步启动永磁同步电动机的转子按有无启动绕组可以分为实心转子和笼型转子。实心转子的铁芯由整块钢加工而成,永磁体放置在铁芯铣出的槽中,启动转矩由铁芯中感应出的涡流产生,无需启动绕组。最常见的转子结构主要包括转子铁芯、永磁体、启动绕组和转轴,转子铁芯采用硅钢片叠压而成,固定在转轴上。
2.2  永磁同步电动机的特点
由于永磁同步电机不需要无功励磁电流,可以显著提高功率因数,减少了定子电流和定子电阻的损耗,而且在稳定运行时没有转子电阻损耗。进而可以因总损耗减低而减小风扇和相应的风摩损耗,从而使其效率比同规格的异步电动机可提高2~8个百分点。而且永磁同
步电动机在25%~120%额定负载范围内均可保持较高的效率和功率因数,使轻载运行时节能效果更为显著。
2.4.1 永磁电机的优点
(1)  效率高
一是电机本身效率高,高效区宽。不仅仅指额定功率点的效率高于普通三相异步电机,而是指其在整个调速范围内的平均效率。永磁同步电机的励磁磁场由永磁体提供,转子不需要励磁电流,电机效率提高,与异步电机相比,任意转速点均节约电能,尤其在转速较低的时候这种优势尤其明显。

本文发布于:2024-09-25 16:27:57,感谢您对本站的认可!

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