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交流感應(yīng)電機(jī)與永磁同步電機(jī),哪個(gè)效率高?

2023-04-13 09:20:50來(lái)源:

在工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用中,大多數(shù)泵和風(fēng)扇由交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),“交流感應(yīng)電機(jī)”是一種依靠電流來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子的異步電動(dòng)機(jī),轉(zhuǎn)矩是由轉(zhuǎn)子中的電流產(chǎn)生的,電流是由定子繞組的磁場(chǎng)通過(guò)電磁感應(yīng)產(chǎn)生的,轉(zhuǎn)子總是以低于磁場(chǎng)的速度旋轉(zhuǎn)?!坝来磐诫姍C(jī)”依靠磁鐵來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與永磁同步電動(dòng)機(jī)的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速相同。

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永磁電機(jī)必須使用驅(qū)動(dòng)器

交流感應(yīng)電機(jī)可以在沒(méi)有變頻驅(qū)動(dòng)器的情況下驅(qū)動(dòng)泵或風(fēng)扇,通常在泵系統(tǒng)或風(fēng)扇系統(tǒng)中會(huì)安裝變頻驅(qū)動(dòng)器,以提高系統(tǒng)效率。永磁同步電動(dòng)機(jī)需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)器才能工作,不能在沒(méi)有驅(qū)動(dòng)器的情況下運(yùn)行。為了精確地控制永磁同步電動(dòng)機(jī)的速度以滿足壓力、流量、體積等應(yīng)用要求,需要一個(gè)變頻器。一些新的變頻器已經(jīng)配備了永磁電機(jī)控制選項(xiàng)作為標(biāo)準(zhǔn)功能,允許操作員控制永磁電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)和/或泵送,效率更高。

與交流感應(yīng)電機(jī)相比,永磁電動(dòng)機(jī)可顯著提高效率,永磁電機(jī)的滿載效率高于交流感應(yīng)電機(jī),下面顯示了交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和永磁電動(dòng)機(jī)兩種標(biāo)準(zhǔn)之間的效率范圍。

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變頻驅(qū)動(dòng)器不會(huì)提高電機(jī)效率,變頻驅(qū)動(dòng)器有助于在運(yùn)行速度范圍內(nèi)提高系統(tǒng)效率,因?yàn)榇蠖鄶?shù)系統(tǒng)不會(huì)一直以最高速度運(yùn)行。變頻驅(qū)動(dòng)器有助于提高系統(tǒng)效率,因?yàn)樗心芰档碗姍C(jī)、風(fēng)扇或泵的速度,而不是轉(zhuǎn)動(dòng)閥門來(lái)節(jié)流泵或關(guān)閉阻尼器來(lái)阻止空氣流動(dòng)。

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上圖將10馬力1800轉(zhuǎn)/分永磁同步電機(jī)PMAC與高級(jí)交流感應(yīng)電機(jī)NEMA進(jìn)行了比較,后者在100到500速度范圍內(nèi)以可變扭矩負(fù)載運(yùn)行,在這兩種情況下,兩種電機(jī)的效率都會(huì)下降。在600轉(zhuǎn)/分時(shí),NEMA優(yōu)質(zhì)電機(jī)效率從約90%降至約72%,PMAC從約94%降至83%,當(dāng)運(yùn)行系統(tǒng)影響設(shè)備效率時(shí),永磁電機(jī)已被證明比交流感應(yīng)電機(jī)具有更高的效率。

永磁電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)

雖然交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)更常見(jiàn)于電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中,通常比永磁電動(dòng)機(jī)解決方案體積更大,效率更低。雖然永磁電機(jī)解決方案往往具有較高的初始成本,但它們可以為更緊湊的機(jī)械封裝提供更小的尺寸,更重要的是,提供更高的效率。永磁電機(jī)往往比交流感應(yīng)電機(jī)更貴,比交流感應(yīng)電機(jī)更難啟動(dòng)。然而,永磁電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)包括更高的效率,更小的尺寸(永磁電機(jī)可以達(dá)到大多數(shù)交流電機(jī)尺寸的三分之一,這使得安裝和維護(hù)容易得多),并且在低速時(shí)能夠保持全扭矩。

趨勢(shì)正在轉(zhuǎn)變

永磁電機(jī)與變頻驅(qū)動(dòng)器結(jié)合使用并不是全新的,設(shè)計(jì)工程師和設(shè)備所有者正開(kāi)始為風(fēng)機(jī)和泵應(yīng)用安裝選擇更多的永磁電機(jī)解決方案,因?yàn)樗鼈凅w積更小,效率更高,變頻驅(qū)動(dòng)器需要有一個(gè)特殊的算法驅(qū)動(dòng)永磁電機(jī)?,F(xiàn)在,市場(chǎng)上有一些新的變頻驅(qū)動(dòng)器,它們有一個(gè)內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)特性來(lái)控制永磁電機(jī),而不需要額外的成本。隨著越來(lái)越多的變頻驅(qū)動(dòng)器制造商開(kāi)始增加永磁電機(jī)的高性能控制功能,用戶將傾向于安裝運(yùn)行效率更高、封裝更小、成本更低的電機(jī)系統(tǒng)。