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CE4002S1T2B8 |
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开关量输出模块艾默生 CE4002S1T2B8
开关量输出模块艾默生 CE4002S1T2B8
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1.效率及功率因素
异步电机在工作时，转子绕组要从电网吸收部分电能励磁，消耗了电网电能，这部分电能终以电流在转子绕组中发热消耗掉，该损耗约占电机总损耗的20~30%，它使电机的效率降低。该转子励磁电流折算到定子绕组后呈感性电流，使进入定子绕组中的电流落后于电网电压一个角度，造成电机的功率因数降低。
另外，从永磁同步电机与异步电机的效率及功率因数曲线(图1)可以看出，异步电动机在负载率（=P2/Pn）<50%时，其运行效率和运行功率因数大幅度下降，所以一般都要求其在经济区内运行，即负载率在75%-之间。
永磁同步电机在转子上嵌了永磁体后，由永磁体来建立转子磁场，在正常工作时转子与定子磁场同步运行，转子中无感应电流，不存在转子电阻损耗，只此一项可提高电机效率4%~50%。
由于在水磁电机转子中无感应电流励磁，定子绕组有可能呈纯阻性负载，使电机功率因数无限接近为1。从永磁同步电机与异步电机的效率及功率因数曲线(图1)可以看出，永磁同步电机在负载率>20%时，其运行效率和运行功率因数随之变化不大，且运行效率>80%。
图1效率和功率因素与负载率曲线
2.工作温升
由于异步电机工作时，转子绕组有电流流动，而这个电流完全以热能的形式消耗掉，所以在转子绕组中将产生大量的热量，使电机的温度升高，影响了电机的使用寿命。
由于永磁电机，转子绕组中不存在电阻损耗，定子绕组中较少有或几乎不存在无功电流，使电机温升低，极低的温升也了永磁体的寿命，延长了电机的使用寿命，在电梯曳引机的全面应用也证明了这一点。3.对电网运行的影响
因异步电机的功率因数低，电机要从电网中吸收大量的无功电流，造成电网、输变电设备及发电设备中有大量无功电流，进而使电网的品质因数下降，加重了电网及输变电设备及发电设备的负荷，同时无功电流在电网、输变电设备及发电设备中均要消耗部分电能，造成电力电网效率变低，影晌了电能的有效利用。同样由于异步电机的效率低，要满足输出功率的耍求，势必要从电网多吸收电能，进一步增加了电两能量的损失，加重了电网负荷。
在永磁电机转子中无感应电流励班，电机的功率因数高，提高了电网的品质因数，使电网中不再需安装补偿器。同时，因永磁电机的率，也节约了电能
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电机的磁路计算包括磁回路中各段磁路的磁位差计算，各类电机的空载励磁磁动势计算，空载特性计算。磁路计算是电机的电磁计算基础，通过它不仅可以得到电机的基本工作特性、空载特性，而且还可由此计算电机铁心损耗和其它工作特性。同时，通过磁路计算还可掌握磁路结构、材料和几何尺寸与电机性能之间的关系，为电机的磁路设计奠定基础。
01磁路计算时的几点假设
电机内部实际存在各种形式的交变电磁场，定、转子之间还有相对运动。为了简化，在磁路计算时一般作如下假设。
●电机转动部分的磁场都当作恒定磁场来研究，并且假设定、转子是相对不动的，经由磁极与齿中心线（或齿与齿中心线）相对的位置取计算回路。
●忽略铁磁材料的磁滞、涡流现象对磁场分布的影响，因为在电机内位于交变磁场中的铁磁材料通常都是由辗成薄钢片的软磁材料所组成。据此，铁磁部分一律采用基本磁化曲线进行计算。
●将电机内实际存在于各部分磁路中的磁场化成各段等效磁路。所谓等效就是场化成路后，各段磁路的磁位差应该等于磁场中对应点之间的磁位差。通常将空间不均匀分布的磁场化成磁通沿截面和长度上均匀分布的磁路时，是通过各种校正系数来实现的。借助于这些校正系数，在计算各类电机的磁路时，就可不涉及场的问题，而又方便地得到足够的结果。
交流和直流电机在磁路计算时并无原则上的差别。磁路计算的核心问题就是研究如何既方便而又足够地得到场化路后的各种校正系数。
场化路的基础在于充分了解电机磁路结构中的磁场。研究电机内磁场分布的困难在于，各部分磁场边界几何形状的不规则性，以及铁磁材料基本磁化曲线的非线性。
02研究电机内磁场分布的常用方法
●磁场解析法。采用经典的分离变量法或保角变换法等解析法，获得数学上严格的磁场解，它只适用于分析几何形状比较简单的场域。
●磁路解析法。将磁场图形作一些人为的路径规定后，进行磁路计算，例如假设空气隙中只存在径向磁场，或磁力线由直线和圆弧所组成等。这是电机设计中常用的分析方法。又如在计算铁磁部分的磁位差时，通常采用近似公式只计算一个或数个截面的磁场强度，然而当磁饱和程度增加或截面变化大时，这会带来较大误差。
●磁场作图法。可以得到实用上足够的结果，但是需要花费时间和采用一定的技巧，它适用于具有复杂几何形状的场域。
●电模型法。根据物理现象的相似性，采用电解槽、电网络或导电纸等电造型方法来获得磁场分布；由于它在处理复杂几何形状的磁场时非常有效，且足够和方便，在研究电机的气隙磁场和漏磁场方面得到广泛应用。
●数值解法。采用有限差分法或有限元法，建立离散化的磁场模型，在数字电子计算机上求得磁场的数值解。数值解法可以考虑非常复杂的几何形状、场源的不规则分布和铁磁材料的非线性，能得到相当的结果。近年来还出现了边界元法与有限元法相结合的数值解法
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