1、會計學1第一頁，共89頁。靠電流靠電流(dinli)產生產生稀土永磁稀土永磁產生產生(chnshng)第1頁/共88頁第二頁，共89頁。稀 土 永 磁 電 機 與電力電子技術、現代(xindi)控制技術等先進技術相結合 可以(ky)部分替代傳統的電勵磁電機 可以實現電勵磁(l c)電機所難以達到的高性能 第2頁/共88頁第三頁，共89頁。稀土永磁電機的發展(fzhn)方向大功率化 高功能化 微型化 小 型 大 型 功 率體 積重 量幾mW 直徑(zhjng)0.8mm、長1.2mm 幾十 MW 直徑(zhjng)12m 一百多噸 轉 速幾小時1轉 每分鐘幾十萬轉 第3頁/共88頁第四頁，共89

2、頁。應用場合遍及計算機、工程裝備、交通運輸應用場合遍及計算機、工程裝備、交通運輸、風力發電、家用電器、醫療、風力發電、家用電器、醫療(ylio)設備、設備、航空、航海、航天、兵器等各個領域，顯示航空、航海、航天、兵器等各個領域，顯示出了強大生命力。出了強大生命力。 電機結構也不再電機結構也不再(b zi)局限于傳統的徑向磁通局限于傳統的徑向磁通結構，出現了無鐵心、軸向磁通、橫向磁通、結構，出現了無鐵心、軸向磁通、橫向磁通、直線、雙定子、雙轉子等新型結構。直線、雙定子、雙轉子等新型結構。 第4頁/共88頁第五頁，共89頁。中國(zhn u)的稀土資源豐富 第5頁/共88頁第六頁，共89頁。我國釹

3、鐵硼永磁產量我國釹鐵硼永磁產量(chnling)(chnling)占占絕對優勢絕對優勢第6頁/共88頁第七頁，共89頁。中國稀土礦的儲量居世界首位，燒結釹鐵硼永磁的產量約占世界總產量的四分之三左右。這一得天獨厚的豐富資源為中國稀土永磁電機的發展和應用提供了極為(j wi)有利的條件。第7頁/共88頁第八頁，共89頁。稀土永磁電機追求達到高功率密度、高效率、高動態響應和低速(d s)平穩性、低振動噪聲 電機的電磁負荷高，結構新穎而又多樣，增加(zngji)了設計分析、仿真計算和研究開發的復雜性。 第8頁/共88頁第九頁，共89頁。電機(dinj)內存在著多種不同類型的多場耦合系統 涉及到電磁、機

4、械、電子(dinz)、流體、熱學等多個學科 相互影響 運用和發展多場耦合系統，弄清各種場的分布規律及其控制技術。在此基礎上對各種參數進行綜合分析(fnx)比較和優化。 第9頁/共88頁第十頁，共89頁。分分 類類1新型(xnxng)結構永磁電機 2永磁發電機3交流(jioli)永磁伺服電動機4高效(o xio)異步起動永磁電動機第10頁/共88頁第十一頁，共89頁。第11頁/共88頁第十二頁，共89頁。隨著電動車、磁懸浮列車和艦船電力推進等大功率電氣傳動技術的發展,人們對低速、高轉矩密度、直接(zhji)驅動電機的要求日益迫切,以減小電機的體積、重量和原材料的消耗,提高電機的功率（轉矩）密度。

5、第12頁/共88頁第十三頁，共89頁。軸向磁通（盤式）永磁電機(dinj)橫向(hn xin)磁通永磁電機無鐵心(ti xn)永磁電機為更好地適應這些特殊行業的需要，在傳統徑向磁通永磁電機的基礎上出現了:第13頁/共88頁第十四頁，共89頁。1.1 盤式永磁電機(dinj) 盤式永磁電機的氣隙是平面型的，氣隙磁場是軸向的，可以使電機制成扁平型，可獲得很高的轉矩密度。如制成多氣隙組合式結構，可以進一步提高轉矩，特別適合于大轉矩直接驅動(q dn)裝置。 第14頁/共88頁第十五頁，共89頁。1.1 盤式永磁電機(dinj) 盤式永磁電機(dinj)結構a) 單邊b) 外轉子(zhun z)c)

6、內轉子d) 多盤第15頁/共88頁第十六頁，共89頁。1.1 盤式永磁電機(dinj) 盤式永磁電機的優點是轉矩密度高，由此帶來的關鍵技術之一是冷卻系統的合理設計和電機溫度場分布，需要進行(jnxng)三維流場-溫度場耦合分析。 第16頁/共88頁第十七頁，共89頁。1.1 盤式永磁電機(dinj) 電機(dinj)的溫度場分布取決于冷卻介質和損耗的分布，為了能夠獲得電機(dinj)溫度的準確分布，需要建立永磁電機(dinj)磁場電路流場溫度場的耦合計算模型，在產品開發階段完成熱性能分析，從而降低試驗成本，縮短設計周期。第17頁/共88頁第十八頁，共89頁。磁場(cchng)分布 磁場電路磁場

7、電路(dinl)耦合計耦合計算算 電流(dinli)波形 1.1 盤式永磁電機盤式永磁電機 第18頁/共88頁第十九頁，共89頁。磁場(cchng)電路耦合計算 焦耳(jio r)熱流場溫度場耦合計算(j sun)的熱源 1.1 盤式永磁電機盤式永磁電機 第19頁/共88頁第二十頁，共89頁。1.1 盤式永磁電機(dinj) 流速(li s)分布轉子(zhun z)的溫度場分布電機整機的溫度場分布第20頁/共88頁第二十一頁，共89頁。180kW盤式永磁電機(dinj) 其轉矩密度達8.5kN/m2，為傳統(chuntng)電機的2倍左右。 1.1 盤式永磁電機(dinj) 第21頁/共88頁

8、第二十二頁，共89頁。1.2 橫向(hn xin)磁通永磁電機 傳統電機的齒和槽在同一平面內，齒寬和槽寬互相制約。改成橫向磁通電機后可以使轉矩密度(md)相當于傳統結構電機的25倍，特別適用于車、船等直接驅動場合。 傳統徑向磁通電機(dinj)的磁路第22頁/共88頁第二十三頁，共89頁。1.2 橫向(hn xin)磁通永磁電機 橫向磁通永磁電機結構復雜,內部磁場(cchng)呈復雜的三維分布,在轉子和定子鐵心的齒部, 磁通沿徑向流通, 而定子鐵心軛部的磁通沿軸向流通, 流通方向相互垂直。 橫向磁通電機(dinj)的磁路需要用三維電磁場分析計算來弄清其電磁場分布規律和優化設計規律，進而提高其性

9、能。第23頁/共88頁第二十四頁，共89頁。橫向磁通電機(dinj)的一種典型結構圖 1.2 橫向(hn xin)磁通永磁電機 第24頁/共88頁第二十五頁，共89頁。定定 子子 結結 構構 1.2 橫向(hn xin)磁通永磁電機 第25頁/共88頁第二十六頁，共89頁。轉轉 子子 結結 構構1.2 橫向(hn xin)磁通永磁電機 第26頁/共88頁第二十七頁，共89頁。1.2 橫向(hn xin)磁通永磁電機 電機(dinj)磁密分布 端部漏磁很大。 定子齒外端的(dund)磁密較低，越往里齒磁密越高，在軛部與齒部的交接面最高。 第27頁/共88頁第二十八頁，共89頁。1.2 橫向(hn

10、 xin)磁通永磁電機 氣隙磁密分布圖 每一個氣隙帶的磁密分布相間，呈半正弦波形的磁密分布，即一段磁密達到正的最大幅值，而相連(xin lin)的下一段則出現零磁密。 第28頁/共88頁第二十九頁，共89頁。1.2 橫向(hn xin)磁通永磁電機 氣隙磁密分布圖 對于內外(niwi)氣隙磁密帶，分布正好相對，即外氣隙帶出現磁密正的最大幅值時，內氣隙帶則出現零磁密，反之亦然。 第29頁/共88頁第三十頁，共89頁。1.2 橫向(hn xin)磁通永磁電機 15kW橫向(hn xin)磁通永磁電機照片 功率因數為0.8，轉矩密度(md)為傳統電機的2.5倍左右。 第30頁/共88頁第三十一頁，共

11、89頁。橫向磁通永磁電機(dinj)實驗中 1.2 橫向(hn xin)磁通永磁電機 第31頁/共88頁第三十二頁，共89頁。傳統(chuntng)電機的磁場是由電流產生的，為了減少磁路的磁阻，都選用高磁導率的硅鋼片疊壓制成定、轉子鐵心，導致體積大、重量大(鐵心重占總重的60%左右)、損耗大(鐵心損耗占總損耗的20%30%)、振動噪聲大(鐵心有齒有槽是產生電磁噪聲的根源)，難以滿足高性能調速系統的要求。 1.3 無鐵心(ti xn)永磁電機 第32頁/共88頁第三十三頁，共89頁。利用釹鐵硼永磁高矯頑力（約900kA/m）的優異特性而不用或少用硅鋼片，制成無鐵心永磁電機，則電機的重量可以(ky

12、)大幅度下降、效率提高、振動噪聲顯著降低，同時具有更低的轉動慣量、更快的響應速度、更寬的調速范圍、更長的使用壽命。1.3 無鐵心(ti xn)永磁電機 無鐵心電機的三維磁場是開域的，分析計算的關鍵技術之一是如何確定(qudng)三維開域場的邊界條件和對計算結果的有效處理。第33頁/共88頁第三十四頁，共89頁。無鐵心永磁電機氣隙表面磁密的矢量(shling)分布 無鐵心電機(dinj)磁密矢量分布圖 從圖中可以看出,沿圓周方向,磁場呈周期性分布(fnb),在電機的端部有一個很大的軸向分量磁密。 1.3 無鐵心永磁電機無鐵心永磁電機 第34頁/共88頁第三十五頁，共89頁。已制成的2.2kW 8

13、極無鐵心永磁電機的實物(shw)照片，其效率90，功率密度比傳統電機提高1倍以上，噪聲57dB。 電機定子(dngz)、轉子實物照片 1.3 無鐵心(ti xn)永磁電機 第35頁/共88頁第三十六頁，共89頁。無鐵心電機與同規格無鐵心電機與同規格Y2系列系列(xli)感應電動機的對比分析感應電動機的對比分析 電機型號Y2-132S-8 TYB2200-750 比較結果中心高132112額定功率/W22002200效 率/78.089.8提高11.8功率因數0.710.95提高0.24功率密度/Wkg133.8568.75提高103噪聲/dB(A)7157降低14dB（A）1.3 無鐵心(ti

14、 xn)永磁電機 該類電機在數控機床、機器人、電動車、電梯、家用電器(ji yn din q)等要求較高的控制場合具有廣闊的應用前景。 第36頁/共88頁第三十七頁，共89頁。2 永永 磁磁 發發 電電 機機 第37頁/共88頁第三十八頁，共89頁。直驅低速直驅低速(d s)永磁風力發永磁風力發電機電機 半直驅式永磁風力半直驅式永磁風力(fngl)發電機發電機 混合混合(hnh)勵磁發勵磁發電機電機 第38頁/共88頁第三十九頁，共89頁。2.1 直驅低速直驅低速(d s)永磁風力發電永磁風力發電機機 當前，兆瓦級風力發電機在風電場中占主導地位，而直驅永磁風力發電機組的應用越來越廣泛(gung

15、fn)，它省去了增速齒輪箱，大大提高了可靠性和效率，提高了單位kW的發電量。國內已成功開發出13MW的直驅永磁風力發電機，每分鐘只有十幾轉。 第39頁/共88頁第四十頁，共89頁。單支撐(zh chng)結構的直驅式永磁風力發電機結構圖 2.1 直驅低速直驅低速(d s)永磁風力發電永磁風力發電機機 第40頁/共88頁第四十一頁，共89頁。2.1 直驅低速直驅低速(d s)永磁風力發電永磁風力發電機機 由于電機結構及受力情況比較復雜，采用傳統的計算已經不能滿足要求，故需采用有限元軟件(run jin)對電機進行強度和剛度分析計算。 第41頁/共88頁第四十二頁，共89頁。計算時對模型接觸進行一

16、定簡化，對模型施加相應載荷及約束進行強度分析，可得到不同構件的位移場分布(fnb)矢量圖及重力方向位移云圖。2.1 直驅低速直驅低速(d s)永磁風力發電永磁風力發電機機 轉子支架位移場分布矢量圖及重力方向(fngxing)位移云圖錐形支撐位移場分布矢量圖及重力方向位移云圖第42頁/共88頁第四十三頁，共89頁。2.2 半直驅式永磁風力半直驅式永磁風力(fngl)發電機發電機 由于在同樣功率時，電機的重量與其轉速成反比，MW級的直驅永磁風力發電機重幾十噸，甚至一百多噸，運輸和吊裝都比較(bjio)困難。發電機的吊裝(diozhung)圖第43頁/共88頁第四十四頁，共89頁。每臺電機用釹鐵硼永

17、磁1噸多。因此又出現了經一級齒輪增速的半直驅式永磁風力(fngl)發電機，150200rpm，重量可以成倍減小。半直驅永磁風力半直驅永磁風力(fngl)發電機發電機 2.2 半直驅式永磁風力半直驅式永磁風力(fngl)發電機發電機 第44頁/共88頁第四十五頁，共89頁。2.3 混合混合(hnh)勵磁發電機勵磁發電機在發電機運行(ynxng)中為了保持電壓不變，需要進行磁場調節。對于永磁發電機來說，轉速的變化或負載電流的變化會造成輸出電壓的變動，但由于永磁電機的氣隙磁場是由永磁體和磁路磁導決定的，調節氣隙磁場困難而導致電壓調節困難。 第45頁/共88頁第四十六頁，共89頁。綜合電勵磁(l c)

18、及永磁體勵磁(l c)兩種電機優點 混合(hnh)勵磁同步發電機 可以(ky)根據電壓的變化通過改變電勵磁電流的大小和方向來調節磁場，進而調節電壓 實現了無刷化，免維護輔助電勵磁部分的損耗小，保留了永磁發電機的高效率特點 2.3 混合勵磁發電機混合勵磁發電機第46頁/共88頁第四十七頁，共89頁。混合勵磁發電機的一種混合勵磁發電機的一種(y zhn)典型結構典型結構 2.3 混合混合(hnh)勵磁發電機勵磁發電機第47頁/共88頁第四十八頁，共89頁。以一臺功率為7.5kW、4極混合(hnh)勵磁發電機為例 樣機(yn j)的定子和轉子2.3 混合混合(hnh)勵磁發電機勵磁發電機第48頁/共

19、88頁第四十九頁，共89頁。該電機(dinj)具有以下特點： （1）不加電勵磁時，發電機的固有(gyu)電壓調整率為10.72%；加電勵磁時，發電機的電壓調整率僅在1%的范圍內 (3) 效率(xio l)高，在額定負載時，效率(xio l)達91.26% (4) 空載線電壓波形畸變率小，僅為1.98% (2) 調節特性基本呈直線分布，調節特性好 2.3 混合勵磁發電機混合勵磁發電機第49頁/共88頁第五十頁，共89頁。3交流交流(jioli)永磁伺服永磁伺服電動機電動機 第50頁/共88頁第五十一頁，共89頁。高性能永磁交流(jioli)伺服電動機的優點有動態(dngti)響應速度快低速(d

20、s)平穩性好 效率高、功率因數高轉動慣量小它廣泛用于機床、機器人、電動車、電梯、家用電器等場合。 第51頁/共88頁第五十二頁，共89頁。3.1 轉矩脈動仿真轉矩脈動仿真(fn zhn)及抑制及抑制 近年來永磁交流伺服電機采用槽數與極數接近的分數槽繞組越來越多，通過(tnggu)三維電磁場分析可得，由于采用槽數與極數相近的分數槽繞組，在電機的漏磁通中存在著齒頂漏磁通。 齒頂漏磁示意圖 第52頁/共88頁第五十三頁，共89頁。永磁體產生的磁通通過氣隙進入(jnr)定子后，有一部分經過定子齒后又返回轉子，并未匝鏈定子繞組，這部分磁通稱為齒頂漏磁通。當極數和槽數相近時，齒頂漏磁通占整個漏磁通的比例很

21、大，有的高達50.4%，需要進行(jnxng)詳細分析計算。 3.1 轉矩脈動仿真轉矩脈動仿真(fn zhn)及抑制及抑制 第53頁/共88頁第五十四頁，共89頁。不同極槽配合的分數槽繞組產生的諧波次數及大小都是不同的，由此產生脈動轉矩的大小不盡相同，采用有限元分析軟件(run jin)進行場路耦合仿真。 8極9槽轉矩脈動(midng)曲線 不同極槽配合(pih)下的轉矩波動 極槽數8-98-368-48轉矩波動9.4%13.2%17.6%3.1 轉矩脈動仿真及抑制轉矩脈動仿真及抑制 第54頁/共88頁第五十五頁，共89頁。對齒槽轉矩需采取多種措施(cush)加以抑制，如：3.1 轉矩脈動轉矩

22、脈動(midng)仿仿真及抑制真及抑制 這些使三維磁場的計算更為(n wi)復雜。優化磁極形狀將定子槽斜槽或永磁體斜極增設輔助槽優化極弧因數第55頁/共88頁第五十六頁，共89頁。措施(cush)之一是斜極 在徑向磁通電機(dinj)中斜極的永磁體機構 在軸向磁通電機(dinj)中的斜極結構 3.1 轉矩脈動仿真及抑制轉矩脈動仿真及抑制 第56頁/共88頁第五十七頁，共89頁。3.2三維瞬態磁場聲場耦合分析三維瞬態磁場聲場耦合分析(fnx)電機的振動噪聲電機的振動噪聲 高性能伺服系統要求電機的振動噪聲很低，需要采取振動噪聲抑制技術，為此(wi c)需要進行三維瞬態磁場-聲場額耦合分析計算。第5

23、7頁/共88頁第五十八頁，共89頁。聲場分析是流體結構(jigu)相互作用的耦合場計算，是瞬態的聲學分析。流體(lit)和結構在網格界面處的相互作用引起聲壓施加給結構一個強迫力，并且結構運動產生一個有效的“流體(lit)載荷”。 流固耦合邊界(binji)標志 3.2三維瞬態磁場聲場耦合分析電機的振動噪聲三維瞬態磁場聲場耦合分析電機的振動噪聲 第58頁/共88頁第五十九頁，共89頁。 a）定子(dngz)四階模態 b） 整機七階模態 模 態 樣機計算值/dB(A)實驗值/dB(A)誤差(%)162.860.763.4276.272.515.1382.982.01.1有限元計算噪聲與實驗(shy

24、n)結果對比 3.2三維瞬態磁場聲場三維瞬態磁場聲場(shn chn)耦合分析電機的振動噪聲耦合分析電機的振動噪聲 第59頁/共88頁第六十頁，共89頁。節點(ji din)壓力云圖 節點(ji din)位移云圖3.2三維瞬態磁場聲場耦合分析電機三維瞬態磁場聲場耦合分析電機(dinj)的振動噪聲的振動噪聲 有限元計算振動速度與實驗結果對比樣機計算值/ mms-1實驗值/ mms-1誤差(%)11.511.531.320.9921.022.7第60頁/共88頁第六十一頁，共89頁。針對8極9槽、8極36槽和8極48槽三臺徑向結構永磁同步電動機對它們的噪聲(zoshng)大小進行分析計算。選取了8

25、極9槽、8極36槽和8極48槽三臺徑向結構永磁同步電動機對它們的噪聲(zoshng)大小進行分析計算。 不同極槽配合(pih)電磁噪聲的計算 極槽配合計算值dB（A） 實測值dB（A）誤差(%)8極9槽71.44702.068極36槽55.7659.66.448極48槽54.1450.76.793.2三維瞬態磁場三維瞬態磁場(cchng)聲場耦合分析電機的振動噪聲聲場耦合分析電機的振動噪聲 第61頁/共88頁第六十二頁，共89頁。在由脈寬調制（PWM）控制的永磁交流電動機組成的系統中，電流開關(kigun)頻率和時間諧波的影響更為顯著。電動機的噪聲與振動主要取決于以下幾個因素：（1）極數和槽數

26、的配合；（2）工作頻率；（3）逆變器的開關(kigun)（載波）頻率；（4）機械固有頻率和系統的模態。3.2三維瞬態磁場聲場耦合分析電機三維瞬態磁場聲場耦合分析電機(dinj)的振動噪聲的振動噪聲 第62頁/共88頁第六十三頁，共89頁。 空載(kn zi)聲壓級隨開關頻率和基波頻率變化 從開關頻率的變化規律可見(kjin)，開關頻率越高，噪聲越低。 3.2三維瞬態磁場聲場耦合分析電機三維瞬態磁場聲場耦合分析電機(dinj)的振動噪聲的振動噪聲 第63頁/共88頁第六十四頁，共89頁。3.3 高精度高速高精度高速(o s)交流永磁伺交流永磁伺服電動機服電動機 右圖顯示開發(kif)的機床用交流

27、伺服電動機 機床(jchung)用交流伺服電動機 第64頁/共88頁第六十五頁，共89頁。交流(jioli)伺服電機使用中3.3 高精度高速高精度高速(o s)交流永磁伺交流永磁伺服電動機服電動機 第65頁/共88頁第六十六頁，共89頁。機床用交流(jioli)伺服電機主要性能指標 性能指標堵轉轉矩 6Nm12Nm22Nm效率/%84.590.989.1功率因數0.940.970.98轉動慣量/(kgm)0.00250.00840.0125振動/(mms-1)1.21.82.5噪聲/dB（A）64.259.974.03.3 高精度高速高精度高速(o s)交流永磁伺交流永磁伺服電動機服電動機 第

28、66頁/共88頁第六十七頁，共89頁。3.4 直驅低速直驅低速(d s)交流永磁伺服電動交流永磁伺服電動機機 開發的無齒輪曳引電梯用永磁同步電機具有(jyu)以下幾個優點：1、結構簡單，不需要減速箱，工藝更加(gnji)簡單，同時減小體積和重量，提高有效空間的利用率。 2、振動小噪聲低，特別是在低速運行區域，優勢更加明顯，運行穩定，調速精度高。傳統的有齒輪曳引電梯的噪聲大部分來自于齒輪箱產生的機械振動和高速旋轉的電動機本身的振動和噪聲。 3、由于實現了無齒輪調速，省去了齒輪上的損耗，提高了效率。同時采用永磁體勵磁后，不需要勵磁電流，沒有勵磁損耗，也可使效率提高。 4、可布置出各種曳引方式的無機

29、房電梯，即使在有機房和小機房布置時也顯示出較高的自由度和靈活度。 5、安全、可靠、舒適度好。 第67頁/共88頁第六十八頁，共89頁。原有齒輪傳動的曳引機，雖然電機的效率(xio l)高達94%，但因齒輪箱的存在，綜合效率(xio l)僅為65左右，且振動噪聲很大，維護也較困難。現采用無齒輪曳引后，效率可提高(t go)近25個百分點，有功節電率可達28.9。 3.4 直驅低速直驅低速(d s)交流永磁伺服電動交流永磁伺服電動機機 第68頁/共88頁第六十九頁，共89頁。電梯電機實物(shw)照片 曳引機用交流(jioli)伺服電機結構圖3.4 直驅低速直驅低速(d s)交流永磁伺服電動交流永

30、磁伺服電動機機 第69頁/共88頁第七十頁，共89頁。電機(dinj)磁密分布圖 3.4 直驅低速直驅低速(d s)交流永磁伺服電動交流永磁伺服電動機機 第70頁/共88頁第七十一頁，共89頁。電機(dinj)的磁力線分布圖 3.4 直驅低速直驅低速(d s)交流永磁伺服電動交流永磁伺服電動機機 第71頁/共88頁第七十二頁，共89頁。4 超超高效超超高效(o xio)異步起動異步起動永磁電動機永磁電動機 第72頁/共88頁第七十三頁，共89頁。據國際能源機構（IEA）2006年7月的工作報告(bogo)，通過改善電動機效率結合變頻調速可以節約大約7的電能，其中大致有1/41/3是靠提高電動機

31、效率來獲得的，其余部分則來自系統的改進。目前，美、歐、日、澳大利亞、巴西等國都紛紛制訂電動機效率限值，并強制執行。 為協調各國能效分級標準，2006年IEC制定一項新的能效標準IEC60034-30。該標準將一般(ybn)用途電動機效率水平分為IE1、IE2、IE3和IE4四級。 第73頁/共88頁第七十四頁，共89頁。nIE2為高效率，比普通電機(dinj)的效率平均提高2.75個百分點，損耗平均下降20左右 ；nIE3為超高效率，即效率再提高(t go)1.52個百分點，損耗平均再降低15左右 ；nIE4為超超高效率，損耗預計再下降20左右，需要進行全新的電機設計，建立新的體系結構（新的電

32、機極數、速度范圍），采用更高性能的材料 。第74頁/共88頁第七十五頁，共89頁。總結(zngji)我國研發生產高效永磁電動機的經驗可以得出： 永磁電動機容易(rngy)做到高效率，即達到IE2級的效率值。 進一步優化設計，采用高性能硅鋼片和先進工藝，進一步優化設計，采用高性能硅鋼片和先進工藝，在降低一個機座號或者縮短鐵心的情況下，可以達在降低一個機座號或者縮短鐵心的情況下，可以達到到(d do)超高效，即超高效，即IE3級的效率值。級的效率值。 在不降低機座號或適當增加鐵心的情況下，部分規格可能達到超超高效，即IE4級的效率值。 第75頁/共88頁第七十六頁，共89頁。需要說明的是，這些產品

33、是在IEC60034-30頒布之前研發生產的，與IE3和IE4的效率值稍有出入(chr)，只要調整設計和優化，就可以達到所規定的標準。 第76頁/共88頁第七十七頁，共89頁。4.1 三維場路耦合分析起動三維場路耦合分析起動(q dn)過程過程 異步起動(q dn)永磁同步電動機在起動(q dn)方面較感應電機和電勵磁同步電機的異步起動(q dn)過程更為復雜。采用有限元分析軟件進行場路耦合仿真。 第77頁/共88頁第七十八頁，共89頁。起動(q dn)過程轉速曲線 起動(q dn)過程中T-n曲線 4.1 三維場路耦合分析三維場路耦合分析(fnx)起動起動過程過程 第78頁/共88頁第七十九

34、頁，共89頁。4.2 化纖紡織化纖紡織(fngzh)用超超高效高牽入轉矩永磁同步電用超超高效高牽入轉矩永磁同步電動機動機 在相同負載情況下，化纖紡織(fngzh)用電機尺寸一般比普通電機大12個功率等級，使得電機在運行時存在“大馬拉小車”現象，電能浪費嚴重。 國內經過多年(du nin)研究，所開發的7.5kW 4極、15kW 4極電機在體積不增大的情況下能夠達到超高效甚至超超高效性能指標。 第79頁/共88頁第八十頁，共89頁。15kW高效(o xio)高牽入轉矩永磁同步電動機在現場運行 與普通感應(gnyng)電動機比綜合節電率23左右，節電效果非常明顯。 4.2 化纖紡織化纖紡織(fngzh)用超超高效高牽入轉矩永磁同步用超超高效高牽入轉矩永磁同步電動機電動機 第80頁/共88頁第八十一頁，共89頁。超超高效(o xio)高牽入同步永磁同步電動機與IE4標準對比 電機規格電機規格電機類型電機類型效率（）效率（）機座號機座號/鐵心長鐵心長15kW4極超超高效永磁電動超超高效永磁電動機機94.48160/180mm感應電動機感應電動機88.5160/195mmIE494.17.5kW4極超超高效永磁電動超超高效永磁電動機機93.