永磁同步电机的在实际运用过程中的问题分析

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1、永磁同步电机的在实际运用过程中的问题分析第一部分永磁同步电机相关总结1、永磁材料随着永磁材料的发展，目前主要以钕铁硼为代表，应用最广泛。与传统的电励磁三相感应电机相比，永磁体代替了电机磁磁极，简化了结构，消除了转子的滑环、电刷，实现了无刷结构，缩小了转子的滑环、电刷，实现了无刷结构，缩小体积。2、永磁同步电机的发展以以钕铁硼为代表永磁材料拥有很大的矫顽力、剩磁，退磁能力强和较大的磁能积。永磁同步电机正朝向高速度、大转矩、大功率、高效率以及微型化、智能化发展。近年来，高端电机，如德国西门子公司开发的1095kW，230r/min六相永磁同步电机，其体积比传统的直流电机小60%，损耗降低

2、近20%。瑞典ABB公司用于船舰推进的永磁电机最大安装容量达38MW。我国对永磁电机研究较晚，目前我国研制出3MW高速度永磁风力发电机。3、永磁同步电机的优缺点优点：结构简单、损耗低、功率因数高。与电励磁电机相比，因定子电流、电阻损耗较小，效率更高，励磁转矩更大，能控性好。缺点：成本高、启动困难。4、几种电机性能比较从表中可以看出，永磁电机可靠性很好，调速范围宽，效率较高。———————————————————————————————————————————————如选择额合适的控制算法，可以达到高效调速，从而使电机的驱动系统在相对较宽的调速区域、恒功率区间运行。（失量控制方法居多）

3、5、永磁同步电机的发展趋势1）永磁无刷直流电机主要是控制技术的应用与发展的推动，使BLDCM将在电动车、家用电器等小电机行业中广泛应用。2）PMSM两个方向：a）办公自动化设备、简易数控机床、计算机外围设备、家用电器及性能要求不高的工业运动控制等领域的简易、低成本伺服系统。b）高精度数控机床、机器人、特种加工设备精细进给驱动，以及航空、航天用的高性能全数字化、智能化、柔性化的伺服系统。（主要方向）第二部分在石油行业的相关1、永磁电机在抽油机上优势油田使用的大多是常规游梁抽油机，属于带负荷启动设备，稳定运行时所需的转矩相对较小，而启动时需要转矩较大，因此需要使用比稳定运行时功率大得多的

4、电机。油田大量配用异步驱动电机降低了电网的功率因数，增加了无功消耗，致使电机平均负载率不足30%，“大马拉小车”现象严重，电能浪费巨大，使得开采成本很高，影响油田的综合经济效益。所以在常规抽油机上推广使用永磁同步电机。———————————————————————————————————————————————2、与抽油机的适配状况永磁电机采用封闭式外壳结构，完全适应野外工作环境，其外形结构和安装尺寸与Y系列电机完全相同，现场安装方便，经久耐用。除此之外：a)效率高额定效率为92%，高于Y系列电机约4%，节能效果显著，综合节电率15%以上。b)功率因数高功率因数由1/4负载到额定负载

5、时，均保持在0.9以上，而异步电机平均运行功率因数仅为0.4左右。c)启动转矩大，过载能力强，启动转矩为额定转矩的3.0~4.0倍，其启动转矩和过载能力均提高了1个座机号，能替换比它大1~2个功率等级的Y系列异步电机。3、永磁电机在抽油机上的使用方案A）应用永磁同步电机替代传统异步电动机应用永磁电机，效率提高，体积变小，可以节省能源。对复杂的机械结构没有改变，仅改变动力源达到节能效果。B）应用永磁盘面电动机替代传统减速器结构本文采用的是低速大力矩电机的永磁盘面电动机，由于永磁盘面电动机的电机半径较大，能够通过电机圆周得到较大的出力，应用这种新型永磁同步电动机能够直接对抽油机的悬梁进行

6、驱动，不但提高———————————————————————————————————————————————了整个控制系统的工作效率，而且去掉了具有复杂结构的减速器。为了能够得到更大的出力，所以电机的半径较大，但是与传统的抽油机系统相比较而言，体积还是明显减小了很多。C）应用复合永磁电动机直接驱动（尚未见在游梁式抽油机上的应用文献报道）复合永磁电动机的原理是将盘式电机和旋转电机共同组合在一个结构上，成为一种新的电机结构。复合永磁电动机直接对抽油机悬梁进行驱动的方案与永磁盘面电动机相似，其机械结构基本一致，不同之处就是采用的电机结构不同，采用复合永磁电动机能够得到更大的出力，从而提高系

7、统的工作效率，减少抽油机的体积。例：2000年，永磁同步电机的额定功率37kW选择负荷在60%~70%油井实验。试验原配抽油机75kW三相异步电机。不增加任何附属设备，直接启动运行，虽然替换永磁同步电机后，虽然装机功率降低51%，但可满足抽油机正常工作，且功率因数在0.8以上，，每台抽油机平均节能71.05kWh/d.出现的问题：a)37kW永磁替换75kW原有电机，永磁同步电机初装时可以顺利启动，且运行良好，但由于地下开采层位或井况变化，有些井负荷变化较