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    南京磁性決定電機走向:永磁電機的發展史,南京電機磁鐵

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    磁性決定電機走向:永磁電機的發展史

    發布時間 : 2020-04-23 17:46:31      訪問量 : 2218次

      永磁電機的發展與永磁材料的發展密切相關。中國是世界上第一個發現永磁材料磁性并將其應用于實踐的國家。2000多年前,中國利用永磁材料的磁性制成指南針,在航海、軍事等領域發揮了巨大作用,成為中國古代四大發明之一。

      世界上第一臺電機是永磁電機,它由永磁體產生勵磁磁場。然而,當時使用的永磁材料是具有低磁能密度的天然磁鐵礦(Fe3O4)。由它制成的馬達體積龐大,很快就被電勵磁馬達所取代。

      隨著各種電機的迅速發展和電流磁充電器的發明,人們對永磁材料的機理、組成和制造技術進行了深入的研究。各種永磁材料如碳鋼、鎢鋼(最大磁能積約為2.7千焦/立方米)和鈷鋼(最大磁能積約為7.2千焦/立方米)相繼被發現。特別是,鋁鎳鈷永磁體(最大磁能積可達85 kJ/m3)出現在20世紀30年代,鐵氧體永磁體(最大磁能積可達40 kJ/m3)出現在20世紀50年代。磁性得到了極大的改善,各種微型和小型電機都由永磁體激勵。永磁電機的功率小到幾毫瓦,大到幾十千瓦。它們被廣泛用于軍事、工農業生產和日常生活中,并且它們的產量顯著增加。相應地,這一時期永磁電機的設計理論、計算方法、磁化和制造技術都有所突破,形成了一套以永磁體工作圖圖解法為代表的分析研究方法。然而,鋁鎳鈷永磁體的矯頑力較低(36 ~ 160 ka/m),鐵氧體永磁體的剩磁密度較低(0.2~0.44 T),限制了其在電機中的應用范圍。直到20世紀60年代和80年代,稀土鈷永磁體和釹鐵硼永磁體(統稱為稀土永磁體)相繼問世。它們具有高剩磁密度、高矯頑力、高磁能積和線性退磁曲線等優異的磁性能,特別適合制造電機,從而使永磁電機的發展進入一個新的歷史時期。


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      蘇州永磁電機的特點及應用

      與傳統的電勵磁電機相比,永磁電機特別是稀土永磁電機結構簡單,運行可靠。體積小、重量輕;低損耗、高效率;電機的形狀和尺寸可以是靈活多變的,等等。因此,應用范圍極其廣泛,幾乎涵蓋了航空航天、國防、工農業生產和日常生活的所有領域。

      下面介紹幾種典型永磁電機的主要特點和主要應用。

      與傳統發電機相比,稀土永磁發電機的永磁同步發電機不需要集電環和電刷裝置,結構簡單,降低了故障率。采用稀土永磁體還可以增加氣隙磁密,將電機轉速提高到最佳值,提高功率質量比。稀土永磁發電機幾乎都用于現代航空和航天發電機。與感應電機相比,高效永磁同步電機的永磁同步電機不需要無功勵磁電流,可以顯著提高功率因數(高達1,甚至容性),降低定子電流和定子電阻損耗,穩定運行時無轉子銅損耗,從而降低風扇(小容量電機甚至可以消除風扇)和相應的風摩擦損耗,效率比同規格感應電機提高2-8個百分點。此外,永磁同步電機在25% ~ 120%的額定負載范圍內能保持較高的效率和功率因數,使得輕載運行的節能效果更加顯著。這種電機通常在轉子上有一個起動繞組,它能夠以一定的頻率和電壓直接起動。目前主要用于油田、紡織和化纖行業、陶瓷和玻璃行業、風機和水泵等,年運行時間長。

      3交流伺服永磁電機和無刷DC永磁電機正越來越多地用由變頻電源和交流電機組成的交流速度控制系統取代DC電機速度控制系統。在交流電機中,永磁同步電機在穩定運行時,其轉速與電源頻率保持恒定關系,可直接用于開環變頻調速系統。這種電機通常是通過逐步增加變頻器的頻率來啟動的。轉子可能沒有啟動繞組,并且省略了電刷和換向器,因此便于維護。

      4永磁DC電機DC電機采用永磁勵磁,既保留了電勵磁DC電機良好的調速和機械特性,又消除了勵磁繞組和勵磁損耗,具有結構和工藝簡單、體積小、耗銅少、效率高等特點。目前,中國汽車工業發展迅速。汽車工業是永磁電機的最大用戶。電機是汽車的關鍵部件。在一輛超豪華汽車上,有超過70個不同用途的電機,其中大部分是低壓永磁DC微電機。汽車和摩托車起動機采用釹鐵硼永磁體和減速行星齒輪,可將起動機質量降低一半。

      蘇州水表磁鐵永磁電機的分類

      永磁電機有很多種。根據電機的功能,大致可分為兩類:永磁發電機和永磁電機。

      永磁電機可分為永磁DC電機和永磁交流電機。永磁交流電機是指具有永磁轉子的多相同步電機,因此通常被稱為永磁同步電機(PMSM)。

      蘇州傳感器磁鐵永磁直流電機可分為永磁無刷直流電機和永磁無刷直流電機(BLDCM),如果它們是根據發電機和換向器的有無來劃分的。

      當今世界,現代電力電子理論和技術發展迅速。隨著功率電子器件的不斷出現,如MOSFET、IGBT、MCT等??刂蒲b置發生了根本性的變化。自布萊克提出交流電機矢量控制原理以來,矢量控制技術的發展迎來了交流伺服驅動控制的新時代。各種高性能微處理器的不斷引入,進一步加速了交流伺服系統取代DC伺服系統的發展。交流伺服系統取代DC伺服系統是必然趨勢。然而,具有正弦波反電動勢的永磁同步電機(PMSM)和具有梯形波反電動勢的無刷DC電機(BLIX~)由于其優異的性能,將成為高性能交流伺服系統發展的主流。




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