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    不斷創新的三相感應電機技術如何實現應用領域的最高能效

    作者:電機英才網更新日期:2019-11-28 16:02:50來源:電機英才網

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    文章概況:三相感應電機最初由AEG在1889年開發, 到現在仍然是工業中的主力軍行業,三相感應電機的普及隨著軟起動器和變頻器發展得到加強。

        三相感應電機最初由AEG在1889年開發, 到現在仍然是工業中的主力軍行業,三相感應電機的普及隨著軟起動器和變頻器發展得到加強。通常市電連接電機直接進入啟動過程,軟起動器明顯減少啟動電流。此外,變頻器能提供更精確和節能的速度控制,這使得電機更適合流程優化。

          隨著汽車技術發展以及重新設計過程中發現了新的電機技術, 新型的三相電機不僅能達到最低要求,而且擁有更多的效率水平。每種類型的電機都可能適合相應的應用程序,用戶現在面臨在各種趨勢市場,他們還需要知道什么各種電機術語的含義以及所提供電機的不同技術。

    標準三相感應電機:工業的主力軍

          電機的工作原理是洛倫茲力帶電粒子在磁場,磁相互作用,導致旋轉運動中產生的磁場。電機由定子和轉子(運動部件)組成,定子繞組由銅繞制,帶保持架的短路繞組轉子,由鋁條制成。制造商試圖將轉子或定子損失降到最低 ,一種方法是使用更好的層壓材料 ,另一個是使用更好的電導體, 例如籠式轉子中的銅代替低成本的鋁。

    標準三相感應電機

    銅轉子電機:標準感應電機中效率更高

         銅轉子電機基本上是標準感應電動機,他們有相同的結構和操作原理,但不同的類型的轉子材料代替通常的鋁籠,銅電阻比鋁較低 ,減少了轉子損失,這個優勢來自價格較高的生產成本。 銅的高熔點 (約1,100°C)比較鋁(約660°C)會導致更快的工具磨損,銅是還比鋁昂貴。

    銅轉子電機

    永磁(PM)電機:變得越來越受歡迎

         與三相感應電動機不同, 永磁電動機(顧名思義)沒有轉子繞組,而是永久磁鐵安裝在轉子表面 或埋在轉子中。最簡單的定子的形狀與感應電動機的相同,制造商也在努力優化其設計。 永磁電動機是同步電機, 這意味著轉子和定子的旋轉磁場之間沒有滑動,永磁體提供轉子磁化強度,這減少了轉子損失并提高運動效率。永磁電機比感應電動機減速操作的效率明顯提高,例如在伺服系統中電機。

    永磁(PM)電機

         永磁電機的顯著缺點是需要變頻器或操作控制器,控制器必須獲得轉子位置及反饋信號以便使磁場適應永磁體的最佳位置,并產生旋轉。高溫退磁的風險很高, 但是在實踐中很少發生,由于轉子中的強磁鐵,去除定子的轉子很難,需要特殊的工具。

    直線啟動永磁電機:三相感應電機和永磁電機技術混合

         直線啟動永磁電動機是三相感應電機和永磁電混合動力,它有籠形轉子,也有磁鐵埋在籠子下面,復雜的轉子結構使電機更昂貴。 但是,它具有明顯的優勢:可以在主電源上直接運轉不需要控制器,籠式繞組達到額定相位才工作,電機加速到額定速度由市電頻率決定,且具有永磁電機相同的效率。

    同步磁阻電動機:高能源效率設計

          這些馬達利用磁阻的改變產生磁阻力,新穎的、特殊設計的轉子切口引導轉子內部的磁場線, 產生高能源效率的磁阻轉矩,轉子內增加一個附加功能短路繞組。這些電機效率很高。同線性啟動PM電機相比,變頻器操作會使效率下降5%至10% 原因是轉子內部的短路阻尼纏繞效果。同步磁阻電機是基于一項已經久負盛名,過去他們針對扭矩或框架進行了優化尺寸,但現在的重點是能源效率設計。

    同步磁阻電動機

    EC馬達:應用廣泛的小電機

        在實踐中EC有許多不同的類型電機,例如小型伺服額定功率為幾瓦的電機 ,他們擁有極高的效率,特別是對于非常小的驅動器,這些電機明顯優于通用或分離極電機(效率約 30%)。對于永磁電動機,轉子安裝有磁鐵,繞組在定子,EC電機最初換向的直流電壓,這是為什么它們也被稱為無刷直流電動機(BLDC)或電子換向電動機(ECM)。在技術方面,BLDC電機是交流電動機,因此名稱 BLDC可能有點令人困惑。 EC馬達為了克服弊端 BLDC等比較高相電流和轉矩脈動, 廠商發展得更好控制算法,例如, 在樓宇自動化中無傳感器算法應用。

    BLDC電機

    結論

            約占10%驅動系統潛在節省可以通過使用電機技術來實現更高效率,無級變速操作潛在可節省約30%能源,然而, 潛在節省的最大來源 (大約60%)是最佳化整個系統。所以, 操作員應采取的所有措施,始終考慮對整體系統優化,檢查是否能減少能源的方法,這些包括優化及重塑管道布線以及利用軟件功能代替變頻器的可能性。

    本文關鍵詞:電機 永磁電機 三相感應電機 

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