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同步永磁电机工作原理，同步永磁电机和异步感应电机( 三 )

睿知经验知识


c、由于永磁同步电机功率因数高，这样相比异步电机而言其电机电流更小，相应地电机的定子铜耗更小，效率也更高 。
d、系统效率高：永磁电机参数，特别是功率参数，不受电机极数的影响 。因此便于设计成多极电机（如可以100极以上），这样可以把传统需要通过减速箱来驱动负载的电机，直接做成用永磁同步电机驱动的直驱系统，从而省去了减速箱，提高了传动效率 。
2、功率因数高
永磁同步电机在设计时，其功率因数可以调节，甚至可以设计成功率因数等于1，且与电机极数无关 。而异步电机随着极数的增加，由于异步电机本身的励磁特点，必然导致功率因数越来越低 。如极数为8极电机，其功率因数通常为0.85左右，极数越多，相应功率因数越低，即便是功率因数最高的2极电机，其功率因数也难以达到0.95 。而电机的功率因数高有以下几个好处：
a、功率因数高，电机电流小、电机定子铜耗低，则更节能；
b、功率因数高，电机配套的电源如逆变器、变压器等，其容量可以更低，同时其他辅助配套设施如开关、电缆等规格可以更小，相应系统成本便更低 。
c、由于永磁同步电机功率因数高低不受电机极数的限制，在电机配套系统允许的情况下，可以将电机的极数设计的更高，相应电机的体积可以做得更小，电机的直接材料成本也更低 。
3、电机结构简单灵活
a、由于异步电机转子上需要安装导条、端环或转子绕组，大大限制了异步电机结构的灵活性 。而永磁同步电机转子结构设计更为灵活，如对铁路牵引电机，可以将电机转子的磁钢直接安装在机车轮的转轴上，从而省去了减速齿轮箱，结构大为简化；又如永磁风力发电机，电机做成外转子直驱结构，电机的转子与叶轮做成一个整体，随叶轮一起转动，而定子却固定在支撑塔上 。
b、由于永磁同步电机参数不受电机极数的限制，便于实现电机直接驱动负载，省去噪音大、故障率高的减速箱，增加了机械传动系统设计的灵活性 。
4、可靠性高
从电机本体来对比，永磁同步电机与异步电机的可靠性相当，但由于永磁同步电机结构的灵活性，其可以实现直接驱动负载，省去可靠性不高的减速箱 。在某些负载条件下甚至可以将电机设计在其驱动装置的内部，如风力发电直驱装置、石油钻机的绞车驱动装置，从而省去了传统电机的故障率 。
5、体积小，功率密度大
永磁同步电机体积小、功率密度大的优势，集中体现在驱动低速大扭矩的负载时 。一个是电机的极数的增多，电机体积可以缩小；另一个就是随着电机效率的增高，电机的损耗降低，温升也跟着减小，则在采用相同绝缘等级的情况下，电机的体积可以设计的更小；还有就是电机结构的灵活性，可以省去电机内部许多无效部分，如绕组端部、转子端环等，相应的体积可以更小 。
6、起动力矩大、噪音小、温升低
a、永磁同步电机在低频的时候仍能保持良好的工作状态，低频时的输出力矩比异步电机大，运行时的噪音也小；
b、永磁同步电机转子无电阻损耗，定子绕组几乎不存在无功电流，因而电机温升低 。同体积、同重量的永磁电机功率可提高30%左右，同功率容量的永磁电机体积、重量、所用材料可减少30% 。
基于永磁同步电机上述众多优势，特别在目前国家‘节能减排’的大背景下，其应用前景极为广阔 。随着永磁体及永磁同步电机控制技术的日益成熟可靠，其应用范围基本上可以覆盖目前应用电机所有领域 。
永磁同步电机应用案例
1、电动汽车

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