永磁同步电机中损耗和噪声的主要来源是什么?如何减少它们?
永磁同步电机 (PMSM) 以其高效率、功率密度和扭矩性能而广泛用于工业和汽车应用。永磁同步电机在电机构造中的应用带来以下好处,没有电能被励磁系统吸收,因此没有励磁损耗,这意味着效率大幅提高。比使用电磁激励时更高的功率密度和/或转矩密度,动态性能优于电磁励磁电机(气隙中更高的磁通密度),简化施工和维护,降低某些类型电机的价格。然而,与任何电机一样,它们也受到各种损耗和噪声源的影响,这些会影响它们的性能、可靠性和用户舒适度。 铜损 铜损是由于绕组电阻和流过绕组的电流而以热量形式耗散的功率。铜损取决于电流的平方和绕组电阻,随温度升高而增加。为了减少铜损,可以使用更粗的导线,优化绕组配置,改进电机的冷却系统。 铁损 铁损是由于定子和转子铁芯中的交变磁场而以热量形式耗散的功率。铁损包括磁滞损耗和涡流损耗。磁滞损耗是由磁芯材料反复充磁和退磁引起的,而涡流损耗是由磁通量变化引起的磁芯中感应电流引起的。为降低铁损,可采用低磁滞、高电阻率的优质铁心材料,减小气隙,尽量减少电流和电压的谐波含量。 机械损失 机械损耗是由于电机旋转部件的摩擦和风阻而以热量形式耗散的功率。机械损失包括轴承损失、风扇损失和密封损失。轴承损失由支撑转子轴的轴承的摩擦和润滑引起,风扇损失由附在轴上的冷却风扇的空气阻力引起,密封损失由防止流体泄漏的密封件的摩擦引起,为减少机械损失,可以使用优质轴承,优化风机设计和尺寸,避免密封压力过大。 噪音和振动 噪音和振动会影响用户的舒适度、结构完整性和电机的声发射。为减少噪音和振动,您可以使用倾斜、开槽或整形技术来减少齿槽转矩和电磁力,使用正弦或矢量控制方法来减少转矩脉动和谐波,并平衡和对准转子轴和轴承。 退磁损耗 退磁损耗是由于转子中永磁体的磁化强度不可逆减少而以热量形式耗散的功率,退磁损耗是由高温、大电流或超过磁体材料矫顽力的外部磁场引起的。退磁损耗会影响电机的扭矩和效率,以及磁路设计。为减少退磁损耗,可以使用高矫顽力的磁体材料,避免电机过热和过载,并屏蔽转子免受外部磁场的影响。 |