一次設備博覽會上，小Q看上了一套設備。廠家詳盡介紹設備的同時，特意強調(diào)了配套的永磁同步電機。小Q聽完多少有些渲染成份的推介，沉默半晌。畢竟設備因配套強勁的動力核心而價格“上乘”，迫使精打細算的小Q不得不權(quán)衡利與弊、取與舍，有點“壓力山大”啊。今天Ms.參就借小Q購買設備一事，與大家簡單聊聊永磁同步電機。

一、配套永磁電機之必備及效果分析

設備配套永磁電機絕不只是動力核心換裝那么簡單，必須相應更新普通電源為可控電源，與永磁電機本體一起構(gòu)成永磁電機系統(tǒng)。與常規(guī)電機系統(tǒng)相比，永磁電機系統(tǒng)通過電力電子變換器進行變頻變壓，電機輸出軸速度和功率可寬范圍平滑調(diào)節(jié)，設備性能發(fā)生脫胎換骨般革命性提升，即隨負荷變化情況，自適應調(diào)整設備經(jīng)濟運行，節(jié)能效果非常顯著。

二、永磁電機與普通電機

1、普通電機

普通電機分異步電機和同步電機兩大類。70%～80%的設備使用異步電機，少數(shù)大扭矩、低速設備采用同步電動機。

異步與同步的由來

交流電機轉(zhuǎn)速與電樞旋轉(zhuǎn)磁場密切相關。同步電機的轉(zhuǎn)子速度與電樞旋轉(zhuǎn)磁嚴格同步，轉(zhuǎn)速固定不變。而異步電機轉(zhuǎn)速總是低于旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組閉合回路在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下感應電流，在磁場中轉(zhuǎn)子載流繞組受到磁場電磁力的持續(xù)作用，帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，故而有異步和感應電機之說。

同步電機與異步電機的區(qū)別

同步機穩(wěn)態(tài)運行時，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和電網(wǎng)頻率之間有不變的關系，n=ns=60f/p，其中f為電網(wǎng)頻率，p為電機的極對數(shù)，ns稱為旋轉(zhuǎn)磁場速度或同步轉(zhuǎn)速。異步電機存在轉(zhuǎn)差率問題，轉(zhuǎn)速接近于同步轉(zhuǎn)速，比同步轉(zhuǎn)速略低。

從電機結(jié)構(gòu)上看，異步電機的鼠籠轉(zhuǎn)子或繞線轉(zhuǎn)子與定子一樣，同為三相對稱繞組。而同步電機轉(zhuǎn)子為凸極集中繞組勵磁或隱極分布繞組勵磁，勵磁電源為直流。

2、永磁電機

永磁電機分永磁直流電機和永磁交流電機兩類。

永磁直流電機包括永磁換向器電機和永磁無刷直流電機或永磁電子換向器電機。永磁交流電機則為通常所說的永磁同步電機，結(jié)構(gòu)上與永磁無刷直流電機相同，驅(qū)動原理和控制方式迥異。

三、永磁同步電機與同步電機

永磁同步電機和同步電機工作原理相同，區(qū)別在于：永磁同步電機由永磁體激磁，無勵磁繞組，不存在勵磁損耗;同步電機為電勵磁，勵磁繞組損耗和發(fā)熱情況往往是通風散熱系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。

永磁同步電機與同步電機和異步電機相比，不存在電勵磁和相應的損耗，永磁轉(zhuǎn)子不發(fā)熱，電負荷可以選得很高，因而體積小、功率密度高。隨著新型電機控制理論和稀土永磁材料的快速發(fā)展，永磁同步電動機性能得以進一步提升，與普通電機相比，有許多獨特優(yōu)勢。如：

高效節(jié)能。因勵磁磁場由永磁體提供，永磁轉(zhuǎn)子不需要勵磁，效率可高達90%以上。與異步電機相比，高效率運行轉(zhuǎn)速范圍寬，節(jié)能顯著。尤其在低轉(zhuǎn)速運行時，優(yōu)勢更加明顯。

溫升低。無電勵磁意味著無損耗發(fā)熱，因此，永磁電機一般溫升很低。

起動性能好。自啟動永磁同步電機一般也采用異步起動方式。正常工作時永磁同步電機轉(zhuǎn)子繞組不起作用，可將永磁電機轉(zhuǎn)子繞組設計為完全滿足高起動轉(zhuǎn)矩的要求，如起動轉(zhuǎn)矩倍數(shù)由1.8倍提升到2.5倍或更大。

對電網(wǎng)運行的影響。異步電機要從電網(wǎng)中吸收大量的無功電流，造成電網(wǎng)輸變電系統(tǒng)有大量無功電流，進而使電網(wǎng)的品質(zhì)因數(shù)下降，加重輸變電設備及發(fā)電設備的負荷。同時，無功電流在電網(wǎng)即輸變電系統(tǒng)中均要消耗部分電能，造成電力電網(wǎng)運行效率低下，再與異步電機效率低、從電網(wǎng)多吸收電能的情況疊加，電能量損失加劇，電網(wǎng)負荷愈發(fā)加重了。

在永磁電機轉(zhuǎn)子無電勵磁、功率因數(shù)高的獨特優(yōu)勢，有助于提高電網(wǎng)的品質(zhì)因數(shù)或使電網(wǎng)中不再需安裝補償器。

永磁電機擁有寬范圍高效運行的特點，在新能源汽車領域得到廣泛應用。

體積小，重量輕。高性能的超強永磁材料的應用，使得永磁電機體積和重量大幅減小，功率密度至少為普通三相異步電機的1.5倍以上。