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鞍山永磁同步电机-直流无刷电机-永磁同步电机应用领域

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永磁同步曳引机的工作原理是将扭矩直接输出给曳引轮,再通过曳引轮和钢丝绳的摩擦来带动电梯轿厢的运行。当电梯停止运行时则由常闭制动器通过制动瓦刹住制动轮,从而保持轿厢静止不动。永磁同步曳引机选用稀土材料,采用外转子结构,永磁同步曳引机在驱动结构上取消了蜗轮蜗杆传动结构,所以也叫永磁同步无齿曳引机,其具有体积小、效率高、可靠性高、噪声低、能耗低等特点。这也是永磁同步无齿曳引机能够实现小机房甚至无机房化安装的原因。




永磁同步无齿曳引机控制系统采用具有伺服功能的控制器,因此其具有非常好的控制性能,伺服控制器可以根据不同负载情况控制电机处于正转电动、反转发电、反转电动、正转发电这四种状态,永磁同步电机2000转,也就是常说的四象限运行,四象限变频器由于采用了IGBT模块作为整流装置,实现了能量的双向流通,在不需要外加任何装置的情况下,可以把再生能量回馈到电网,达到节能运行效果。
永磁同步电机优异的控制性能让其可以在各个行业都大放异彩,然而,在这股浪潮之下无法逃避的一个问题就是永磁同步电机的测试。普通的测功机测试架构只能支持单一稳态的测试,无法满足四象限的测试需求。而且伺服控制器在转速扭矩响应的测试上也尤其的重要。




针对永磁同步电机的四象限运行的测试需求,致远电子推出了混合测量电机测试系统,采用伺服电机作为测试系统的负载,搭配四象限变频器,可以让被测电机工作在正向电动,回馈发电制动,反接制动,以及反向电动四种运转状态,同时独创自由加载引擎概念,基于FPGA的全硬件加速的自由加载引擎可以保证T-N曲线的自由连续加载,真正实现电机和驱动器的动态测试。


三相异步电动机由于要设计较高的功率因素,就必需把定转子间的气隙做的很小,同时气隙的均匀性对电机的安全运行和振动噪声也至关重要,对此异步电动机对零部件的形位公差和装配同心度的要求就相对严格,对轴承游隙选择的自由度也比较少,较大机座的异步电机通常使用油浴润滑方式的轴承,必需在规定的工作时间内加注润滑油,油腔漏油或加注不及时都会加速轴承失效,在三相异步电动机维修中,轴承的维护占了很大的比例。另外由于三相异步电动机转子有感应电流的存在,轴承的电腐蚀问题也在近几年被很多研究者所关注。




永磁同步电动机则不存在此类问题。永磁同步电动机由于气隙较大,以上异步电动机气隙小而引起的相关问题在同步电动机上表现的并不明显,同时永磁同步电动机的轴承采用带防尘盖的脂润滑轴承,轴承在出厂时已封入了适量的优质润滑脂,可终生免维护。

用户关心的问题
3.1 电机寿命
整个电机的寿命取决于轴承的使用寿命,电机外壳采用IP54的防护等级,永磁同步电机应用领域,特殊环境下可以提高至IP65,满足大部分粉尘和潮湿环境的使用要求。在保证电机轴伸安装同轴度较好,转轴径向载荷适量的情况下,电机轴承最少使用寿命在2万小时以上。其次是散热风机的寿命,风机采用的是单相220V罩极马达,使用寿命比电容运转电机长。在粉尘潮湿环境下长期运行时,宣城永磁同步电机,需定期清除风机上附着的粘性物质,以防止风机因负荷过重而烧毁。



3.2 永磁材料的失效与保护
永磁材料对永磁电机的重要性不言而喻,其成本占整台电机材料成本近1/4以上。对此四方对永磁材料制定了企业标准,其中包含耐腐蚀、一致性、高温退磁试验、线性退磁曲线试验等内容。现在的永磁材料已能在电机绕组极限允许温升下长时间运行,退磁率在2%以内。常规的永磁材料要求表面镀层承受大于24小时的盐雾试验,对氧化腐蚀较严重的环境,用户需联系厂家选用防护技术更高的永磁材料。


电动机按其工作电流分类,可分为直流电动机和交流电动机。长期以来,直流电动机由于成熟稳定的调速技术优点,广泛应用在工业过程中,但其结构复杂、故障率高,不能满足离散的动态环境。随着新型电力电子器件的发明及推广和计算机控制技术的发展,现阶段的纯电动轿车普遍选用交流电机驱动系统。



近年来,永磁同步电机能效 1级,随着第3代稀土永磁材料性能的不断提高,具备剩磁高、矫顽力高、磁性能高等优点使其在工业中得到了广泛的应用。乘用车行业中,永磁同步电机具备功率因数高、效率高、启动转矩大、功率密度高及可靠性高等优点使其在驱动电机系统的使用中占有主导地位。

1.2 永磁同步电机工作原理
长期以来,制约交流电机控制技术发展的是转矩和磁链的耦合性,使其控制精度难以提升。20世纪60~70年代,K.Hasse和F.Blaschke提出了控制定子电流矢量技术,也叫矢量控制技术,实现了磁链和转矩解耦,永磁同步电机也是采用此控制方式。

矢量控制技术是通过调节电枢电流和磁场电流来控制电机。现在有些企业为了提高转矩的响应速度,通过直接调节工作电压来改变定、转子磁链的夹角来控制电机的输出转矩即直接转矩控制技术。近年来,中研人员对其改进技术也在不断探索。恒转矩角、单位功率因数(UPF)、磁通与电流相量角控制、单位电流转矩、恒功率损耗及效率等控制方法可根据需要叠加用于矢量控制中。现实中永磁同步电机的控制受到车载动力电池的电压和电流的限制,在转速增加到一定的数值后,需要削弱气隙磁链来抑制感应反电动势,也就是弱磁控制技术。



依据控制策略及永磁同步电机自身特性,其在纯电动轿车中的应用曲线可近似总结为基速以下恒转矩控制、基速以上恒功率控制


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