无刷永磁电机的相关注意事项

 行业动态     |      2022-02-22 23:24
无刷永磁电机
         与传统的电励磁电机相比,无刷永磁电机,特别是稀土无刷永磁电机具有结构简单,运行可靠;体积小,质量轻;损耗小,效率高;电机的形状和尺寸可以灵活多样等显着优点。因而应用范围极为广泛,几乎遍及航空航天、国防、工农业生产和日常生活的各个领域。
 
1 、磁路结构和设计计算
 
          为了充分发挥各种永磁材料的磁性能,特别是稀土永磁的优异磁性能,制造出性价比高的无刷永磁电机,就不能简单套用传统的永磁电机或电励磁电机的结构和设计计算方法,必须建立新的设计概念,重新分析和改进磁路结构。
 
          随着计算机硬件和软件技术的迅猛发展,以及电磁场数值计算、优化设计和仿真技术等现代化设计方法的不断完善,经过电机学术界和工程界的共同努力,现已在无刷永磁电机的设计理论、计算方法、结构工艺和控制技术等方面取得了突破性进展,形成了以电磁场数值计算和等效磁路解析求解相结合的一整套分析研究方法和计算机辅助分析、设计软件,并正在不断完善中。
 
2、 控制问题
 
         无刷永磁电机制成后不需外界能量即可维持其磁场,但也造成从外部调节、控制其磁场极为困难。永磁发电机难以从外部调节其输出电压和功率因数,永磁直流电动机不能再用改变励磁的办法来调节其转速。这些使永磁电机的应用范围受到了限制。
 
         但是,随着MOSFET、IGBT等电力电子器件和控制技术的迅猛发展,大多数永磁电机在应用中,可以不必进行磁场控制而只进行电枢控制。设计时需要把稀土永磁材料、电力电子器件和微机控制三项新技术结合起来,使永磁电机在崭新的工况下运行。
 
3、 不可逆退磁问题
 
         如果设计或使用不当,无刷永磁电机在过高(钕铁硼永磁)或过低(铁氧体永磁)温度时,在冲击电流产生的电枢反应作用下,或在剧烈的机械震动时有可能产生不可逆退磁,或叫失磁,使电机性能降低,甚至无法使用。因而,既要研究开发适于电机制造厂使用的检查永磁材料热稳定性的方法和装置,又要分析各种不同结构形式的抗去磁能力,以便在设计和制造时,采用相应措施保证永磁电机不失磁。
 
4 、成本问题
 
        铁氧体无刷永磁电机,特别是微型无刷永磁直流电动机,由于结构工艺简单、质量减轻,总成本一般比电励磁电机低,因而得到了极为广泛的应用。由于稀土永磁目前价格还比较贵,稀土永磁电机的成本一般比电励磁电机高,这需要用它的高性能和运行费用的节省来补偿。
 
        在某些场合,例如计算机磁盘伺服驱动器的音圈电动机,采用钕铁硼永磁后性能提高,体积质量显着减小,总成本反而降低。在设计时既需根据具体使用场合和要求,进行性能、价格的比较后决定取舍,又要进行结构工艺的创新和设计优化以降低成本。