永磁同步電機(jī)

結(jié)構(gòu)

永磁同步電機(jī)主要由轉(zhuǎn)子、端蓋和定子組成。一般來說，永磁同步電機(jī)大的特點是定子結(jié)構(gòu)與普通感應(yīng)電機(jī)非常相似，這主要不同于轉(zhuǎn)子等電機(jī)的獨特結(jié)構(gòu)。與常用的異步交流電機(jī)大的區(qū)別是轉(zhuǎn)子的獨特結(jié)構(gòu)，其上放置高質(zhì)量的永磁磁極。

特點

(1)高功率效率和高功率因數(shù)

(2)發(fā)熱小，電機(jī)冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，體積小，噪音低

(3)系統(tǒng)采用全封閉結(jié)構(gòu)，無傳動齒輪磨損和噪音，無潤滑油和維護(hù)

(4)允許過載電流大，可靠性顯著提高

(5)整個傳動系統(tǒng)重量輕，簧下重量比傳統(tǒng)軸傳動輕，單位重量功率大

(6)由于沒有變速箱，轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)可以隨意設(shè)計，如柔性轉(zhuǎn)向架、單軸轉(zhuǎn)向架等，大大提高了列車的動力性能。

性能

永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子嵌入永磁體后，由永磁體建立轉(zhuǎn)子磁場。正常運行時，轉(zhuǎn)子和定子磁場同步運行，轉(zhuǎn)子內(nèi)無感應(yīng)電流和轉(zhuǎn)子電阻損耗。只有這個能提高電機(jī)效率4%~50%。由于液磁電機(jī)轉(zhuǎn)子沒有感應(yīng)電流勵磁，定子繞組可能是純阻性負(fù)載，使得電機(jī)的功率因數(shù)幾乎為1。從永輝同步電機(jī)和異步電機(jī)的效率和功率因數(shù)曲線(下圖)可以看出，當(dāng)負(fù)載率為20%時，永磁同步電機(jī)的運行效率和功率因數(shù)變化不大，運行效率為80%。

感應(yīng)電動機(jī)

結(jié)構(gòu)

異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)除了端蓋、風(fēng)扇等附件外，還可以分為定子和轉(zhuǎn)子兩部分。定子是電機(jī)的固定部分，轉(zhuǎn)子是電機(jī)的轉(zhuǎn)動部分。與DC電機(jī)不同，交流電機(jī)定子是電樞，因為異步電機(jī)的定子產(chǎn)生勵磁旋轉(zhuǎn)磁場，從電源吸收電能，通過旋轉(zhuǎn)磁場在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生電能并轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。此外，定子和轉(zhuǎn)子之間必須有一定的間隙(稱為氣隙)，以保證轉(zhuǎn)子的自由旋轉(zhuǎn)。

特點

(1)三相交流異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠

(2)價格便宜，過載能力強(qiáng)

(3)易于使用、安裝和維護(hù)

性能

異步電動機(jī)工作時，轉(zhuǎn)子繞組需要從電網(wǎng)吸收一部分電能進(jìn)行勵磁，消耗電網(wǎng)的電能。這部分電能終被轉(zhuǎn)子繞組中的電流加熱所消耗，約占電機(jī)總損耗的20~30%，降低了電機(jī)的效率。轉(zhuǎn)子勵磁電流轉(zhuǎn)換到定子繞組后為感應(yīng)電流，使得進(jìn)入定子繞組的電流滯后電網(wǎng)電壓一個角度，導(dǎo)致電機(jī)功率因數(shù)降低。此外，從永磁同步電機(jī)和異步電機(jī)的效率和功率因數(shù)曲線(下圖)可以看出，當(dāng)負(fù)載比(=p2/pn)為50%時，異步電機(jī)的運行效率和功率因數(shù)大大降低，因此一般要求在經(jīng)濟(jì)區(qū)運行，即負(fù)載比在75%-100%之間。