永磁同步電機使用年限

1. 什麼是永磁同步電機

同步電機
同步電機和感應電機一樣是一種常用的交流電機。特點是:穩態運行時，轉子的轉速和電網頻率之間有不變的關系n=ns=60f/p，ns稱為同步轉速。若電網的頻率不變，則穩態時同步電機的轉速恆為常數而與負載的大小無關。
同步電機分為同步發電機和同步電動機。現代發電廠中的交流機以同步電機為主。
工作原理
◆主磁場的建立:勵磁繞組通以直流勵磁電流，建立極性相間的勵磁磁場，即建立起主磁場。
◆
載流導體:三相對稱的電樞繞組充當功率繞組，成為感應電勢或者感應電流的載體。
◆
切割運動:原動機拖動轉子旋轉（給電機輸入機械能），極性相間的勵磁磁場隨軸一起旋轉並順次切割定子各相繞組（相當於繞組的導體反向切割勵磁磁場）。
◆
交變電勢的產生:由於電樞繞組與主磁場之間的相對切割運動，電樞繞組中將會感應出大小和方向按周期性變化的三
相
對稱交變電勢。通過引出線，即可提供交流電源。
◆
交變性與對稱性:由於旋轉磁場極性相間，使得感應電勢的極性交變；由於電樞繞組的對稱性，保證了感應電勢的三相對稱性。
運行方式
◆同步電機的主要運行方式有三種，即作為發電機、電動機和補償機運行。
作為發電機運行是同步電機最主要的運行方式，作為電動機運行是同步電機的另一種重要的運行方式。同步電動機的功率因數可以調節，在不要求調速的場合，應用大型同步電動機可以提高運行效率。近年來，小型同步電動機在變頻調速系統中開始得到較多地應用。
同步電機還可以接於電網作為同步補償機。這時電機不帶任何機械負載，靠調節轉子中的勵磁電流向電網發出所需的感性或者容性無功功率，以達到改善電網功率因數或者調節電網電壓的目的。
同步電動機
tóng
bù
diàn
dòng
jī
轉子轉速與定子旋轉磁場的轉速相同的交流電動機。其轉子轉速n與磁極對數p、電源頻率f之間滿足n=f/p。轉速n決定於電源頻率f，故電源頻率一定時，轉速不變，且與負載無關。具有運行穩定性高和過載能力大等特點。常用於多機同步傳動系統、精密調速穩速系統和大型設備(如軋鋼機)等。
[1]是屬於交流電機，定子繞組與非同步電動機相同。它的轉子旋轉速度與定子繞組所產生的旋轉磁場的速度是一樣的，所以稱為同步電動機。正由於這樣，同步電動機的電流在相位上是超前於電壓的，即同步電動機是一個容性負載。為此，在很多時候，同步電動機是用以改進供電系統的功率因數的。
同步電動機在結構上大致有兩種:
1、轉子用直流電進行勵磁。它的轉子做成顯極式的，安裝在磁極鐵芯上面的磁場線圈是相互串聯的，接成具有交替相反的極性，並有兩根引線連接到裝在軸上的兩只滑環上面。磁場線圈是由一隻小型直流發電機或蓄電池來激勵，在大多數同步電動機中，直流發電機是裝在電動機軸上的，用以供應轉子磁極線圈的勵磁電流。
由於這種同步電動機不能自動啟動，所以在轉子上還裝有鼠籠式繞組而作為電動機啟動之用。鼠籠繞組放在轉子的周圍，結構與非同步電動機相似。
當在定子繞組通上三相交流電源時，電動機內就產生了一個旋轉磁場，鼠籠繞組切割磁力線而產生感應電流，從而使電動機旋轉起來。電動機旋轉之後，其速度慢慢增高到稍低於旋轉磁場的轉速，此時轉子磁場線圈經由直流電來激勵，使轉子上面形成一定的磁極，這些磁極就企圖跟蹤定子上的旋轉磁極，這樣就增加電動機轉子的速率直至與旋轉磁場同步旋轉為止。
2、轉子不需要勵磁的同步電機
轉子不勵磁的同步電動機能夠運用於單相電源上，也能運用於多相電源上。這種電動機中，有一種的定子繞組與分相電動機或多相電動機的定子相似，同時有一個鼠籠轉子，而轉子的表面切成平面。所以是屬於顯極轉子，轉子磁極是由一種磁化鋼做成的，而且能夠經常保持磁性。鼠籠繞組是用來產生啟動轉矩的，而當電動機旋轉到一定的轉速時，轉子顯極就跟住定子線圈的電流頻率而達到同步。顯極的極性是由定子感應出來的，因此它的數目應和定子上極數相等，當電動機轉到它應有的速度時，鼠籠繞組就失去了作用，維持旋轉是靠著轉子與磁極跟住定子磁極，使之同步
參考資料:網路。

2. 永磁電機和永磁同步電機有什麼不同

嘉軒股份為您解答：
廣義上講永磁電機是指使用了永磁體的電機，這類電機不需要勵磁，大致可分為：永磁直流電機（有換向器），無刷直流電機（直流電機特性，電子換向），永磁同步電機（交流電機特性質）等。
永磁同步電機只是永磁電機的一個分類而已。
另外電機的分類可從多個角度分析，如果從原理上看大致分三類：電壓控制（直接轉矩控制），例如有刷直流電機及無刷直流電機；頻率控內制（直接轉速容控制），例如感應電機以及同步電機等；磁場頻率控制（利用對齊原則），例如步進電機。

3. 永磁同步電機有哪些實用

永磁同步電機有哪些實用分析：
按照不同的工農業生產機械的要求，電機驅動又分為定速驅動、調速驅動和精密控制驅動三類。
1、 定速驅動
工農業生產中有大量的生產機械要求連續地以大致不變的速度單方向運行，例如風機、泵、壓縮機、普通機床等。對這類機械以往大多採用三相或單相非同步電動機來驅動。非同步電動機成本較低，結構簡單牢靠，維修方便，很適合該類機械的驅動。但是，非同步電動機效率、功率因數低、損耗大，而該類電機使用面廣量大，故有大量的電能在使用中被浪費了。其次，工農業中大量使用的風機、水泵往往亦需要調節其流量，通常是通過調節風門、閥來完成的，這其中又浪費了大量的電能。70年代起，人們用變頻器調節風機、水泵中非同步電動機轉速來調節它們的流量，取得可觀的節能效果，但變頻器的成本又限制了它的使用，而且非同步電動機本身的低效率依然存在。
例如，家用空調壓縮機原先都是採用單相非同步電動機，開關式控制其運行，雜訊和較高的溫度變化幅度是它的不足。90年代初，日本東芝公司首先在壓縮機控制上採用了非同步電動機的變頻調速，變頻調速的優點促進了變頻空調的發展。近年來日本的日立、三洋等公司開始採用永磁無刷電動機來替代非同步電動機的變頻調速，顯著提高了效率，獲得更好的節能效果和進一步降低了雜訊，在相同的額定功率和額定轉速下，設單相非同步電動要的體積和重量為100%，則永磁無刷直流電動機的體積為38.6%，重量為34.8%，用銅量為20.9%，用鐵量為36.5%，效率提高10%以上，而且調速方便，價格和非同步電動機變頻調速相當。永磁無刷直流電動機在空調中的應用促進了空調劑的升級換代。
再如儀器儀表等設備上大量使用的冷卻風扇，以往都採用單相非同步電動機外轉子結構的驅動方式，它的體積和重量大，效率低。近年來它已經完全被永磁無刷直流電動機驅動的無刷風機所取代。現代迅速發展的各種計算機等信息設備上更是無例外地使用著無刷風機。這些年，使用無刷風機已形成了完整的系列，品種規格多，外框尺寸從15mm到120mm共有12種，框架厚度有6mm到18mm共7種，電壓規格有直流1.5V、3V、5V、12V、24V、48V，轉速范圍從 2100rpm到14000rpm，分為低轉速、中轉速、高轉速和超高轉速4種，壽命30000小時以上，電機是外轉子的永磁無刷直流電動機。
近年來的實踐表明，在功率不大於10kW而連續運行的場合，為減小體積、節省材料、提高效率和降低能耗等因素，越來越多的非同步電動機驅動正被永磁無刷直流電動機逐步替代。而在功率較大的場合，由於一次成本和投資較大，除了永磁材料外，還要功率較大的驅動器，故還較少有應用。
2、 調速驅動
有相當多的工作機械，其運行速度需要任意設定和調節，但速度控制精度要求並不非常高。這類驅動系統在包裝機械、食品機械、印刷機械、物料輸送機械、紡織機械和交通車輛中有大量應用。
在這類調速應用領域最初用的最多的是直流電動機調速系統，70年代後隨電力電子技術和控制技術的發展，非同步電動機的變頻調速迅速滲透到原來的直流調速系統的應用領域。這是因為一方面非同步電動機變頻調速系統的性能價格完全可與直流調速系統相媲美，另一方面非同步電動機與直流電動機相比有著容量大、可靠性高、干擾小、壽命長等優點。故非同步電動機變頻調速在許多場合迅速取代了直流調速系統。
交流永磁同步電動機由於其體積小、重量輕、高效節能等一系列優點，越來越引起人們重視，其控制技術日趨成熟，控制器已產品化。中小功率的非同步電動機變頻調速正逐步為永磁同步電動機調速系統所取代。電梯驅動就是一個典型的例子。電梯的驅動系統對電機的加速、穩速、制動、定位都有一定的要求。早期人們採用直流電動機調速系統，其缺點是不言而喻的。70年代變頻技術發展成熟，非同步電動機的變頻調速驅動迅速取代了電梯行業中的直流調速系統。而這幾年電梯行業中最新驅動技術就是永磁同步電動機調速系統，其體積小、節能、控制性能好、又容易做成低速直接驅動，消除齒輪減速裝置；其低雜訊、平層精度和舒適性都優於以前的驅動系統，適合在無機房電梯中使用。永磁同步電動機驅動系統很快得到各大電梯公司青睞，與其配套的專用變頻器系列產品已有多種牌號上市。可以預見，在調速驅動的場合，將會是永磁同步電動機的天下。日本富士公司已推出系列的永磁同步電動機產品相配的變頻控制器，功率從0.4kW～300kW,體積比同容量非同步電動機小1～2個機座號，力能指標明顯高於非同步電動機，可用於泵、運輸機械、攪拌機、卷揚機、升降機、起重機等多咱場合。
3、 精密控制驅動
① 高精度的伺服控制系統
伺服電動機在工業自動化領域的運行控制中扮演了十分重要的角色，應用場合的不同對伺服電動機的控制性能要求也不盡相同。實際應用中，伺服電動機有各種不同的控制方式，例如轉矩控制/電流控制、速度控制、位置控制等。伺服電動機系統也經歷了直流伺服系統、交流伺服系統、步進電機驅動系統，直至近年來最為引人注目的永磁電動機交流伺服系統。最近幾年進口的各類自動化設備、自動加工裝置和機器人等絕大多數都採用永磁同步電動機的交流伺服系統。
② 信息技術中的永磁同步電動機
當今信息技術高度發展，各種計算機外設和辦公自動化設備也隨之高度發展，與其配套的關鍵部件微電機需求量大，精度和性能要求也越來越高。對這類微電機的要求是小型化、薄形化、高速、長壽命、高可靠、低雜訊和低振動，精度要求更是特別高。例如，硬碟驅動器用主軸驅動電機是永磁無刷直流電動機，它以近10000rpm的高速帶動碟片旋轉，碟片上執行數據讀寫功能的磁頭在離碟片表面只有0.1～0.3微米處作懸浮運動，其精度要求之高可想而知了。信息技術中各種設備如列印機、軟硬碟驅動器、光碟驅動、傳真機、復印機等中所使用的驅動電機絕大多數是永磁無刷直流電動機。受技術水平限制，這類微電機目前國內還不能自己製造，有部分產品在國內組裝。

4. 永磁同步電機是不是不用勵磁

普通永磁電機就是利用永磁體作為勵磁，代替了普通電機中的勵磁線圈。混合勵磁電機中既有永磁體又有勵磁線圈，該勵磁線圈的作用是用來調節原來有永磁體產生的勵磁磁場。有一種混合勵磁電機叫記憶電機，這種電機中使用的永磁體是比較容易充磁和失磁的永磁體，該永磁體在電機運行過程中可以被勵磁線圈充磁或者退磁，所以勵磁繞組的作用是用來改變永磁磁場的，所以一般在電機運行初期需要勵磁，而充磁技術後勵磁可以去掉。

5. 永磁同步電機的應用范圍

按照不同的工農業生產機械的要求，電機驅動又分為定速驅動、調速驅動和精密控制驅動三類。

1、 定速驅動

工農業生產中有大量的生產機械要求連續地以大致不變的速度單方向運行，例如風機、泵、壓縮機、普通機床等。對這類機械以往大多採用三相或單相非同步電動機來驅動。非同步電動機成本較低，結構簡單牢靠，維修方便，很適合該類機械的驅動。但是，非同步電動機效率、功率因數低、損耗大，而該類電機使用面廣量大，故有大量的電能在使用中被浪費了。其次，工農業中大量使用的風機、水泵往往亦需要調節其流量，通常是通過調節風門、閥來完成的，這其中又浪費了大量的電能。70年代起，人們用變頻器調節風機、水泵中非同步電動機轉速來調節它們的流量，取得可觀的節能效果，但變頻器的成本又限制了它的使用，而且非同步電動機本身的低效率依然存在。

例如，家用空調壓縮機原先都是採用單相非同步電動機，開關式控制其運行，雜訊和較高的溫度變化幅度是它的不足。90年代初，日本東芝公司首先在壓縮機控制上採用了非同步電動機的變頻調速，變頻調速的優點促進了變頻空調的發展。近年來日本的日立、三洋等公司開始採用永磁無刷電動機來替代非同步電動機的變頻調速，顯著提高了效率，獲得更好的節能效果和進一步降低了雜訊，在相同的額定功率和額定轉速下，設單相非同步電動要的體積和重量為100%，則永磁無刷直流電動機的體積為38.6%，重量為34.8%，用銅量為20.9%，用鐵量為36.5%，效率提高10%以上，而且調速方便，價格和非同步電動機變頻調速相當。永磁無刷直流電動機在空調中的應用促進了空調劑的升級換代。

再如儀器儀表等設備上大量使用的冷卻風扇，以往都採用單相非同步電動機外轉子結構的驅動方式，它的體積和重量大，效率低。近年來它已經完全被永磁無刷直流電動機驅動的無刷風機所取代。現代迅速發展的各種計算機等信息設備上更是無例外地使用著無刷風機。這些年，使用無刷風機已形成了完整的系列，品種規格多，外框尺寸從15mm到120mm共有12種，框架厚度有6mm到18mm共7種，電壓規格有直流1.5V、3V、5V、12V、24V、48V，轉速范圍從 2100rpm到14000rpm，分為低轉速、中轉速、高轉速和超高轉速4種，壽命30000小時以上，電機是外轉子的永磁無刷直流電動機。

近年來的實踐表明，在功率不大於10kW而連續運行的場合，為減小體積、節省材料、提高效率和降低能耗等因素，越來越多的非同步電動機驅動正被永磁無刷直流電動機逐步替代。而在功率較大的場合，由於一次成本和投資較大，除了永磁材料外，還要功率較大的驅動器，故還較少有應用。

2、 調速驅動

有相當多的工作機械，其運行速度需要任意設定和調節，但速度控制精度要求並不非常高。這類驅動系統在包裝機械、食品機械、印刷機械、物料輸送機械、紡織機械和交通車輛中有大量應用。

在這類調速應用領域最初用的最多的是直流電動機調速系統，70年代後隨電力電子技術和控制技術的發展，非同步電動機的變頻調速迅速滲透到原來的直流調速系統的應用領域。這是因為一方面非同步電動機變頻調速系統的性能價格完全可與直流調速系統相媲美，另一方面非同步電動機與直流電動機相比有著容量大、可靠性高、干擾小、壽命長等優點。故非同步電動機變頻調速在許多場合迅速取代了直流調速系統。

交流永磁同步電動機由於其體積小、重量輕、高效節能等一系列優點，越來越引起人們重視，其控制技術日趨成熟，控制器已產品化。中小功率的非同步電動機變頻調速正逐步為永磁同步電動機調速系統所取代。電梯驅動就是一個典型的例子。電梯的驅動系統對電機的加速、穩速、制動、定位都有一定的要求。早期人們採用直流電動機調速系統，其缺點是不言而喻的。70年代變頻技術發展成熟，非同步電動機的變頻調速驅動迅速取代了電梯行業中的直流調速系統。而這幾年電梯行業中最新驅動技術就是永磁同步電動機調速系統，其體積小、節能、控制性能好、又容易做成低速直接驅動，消除齒輪減速裝置；其低雜訊、平層精度和舒適性都優於以前的驅動系統，適合在無機房電梯中使用。永磁同步電動機驅動系統很快得到各大電梯公司青睞，與其配套的專用變頻器系列產品已有多種牌號上市。可以預見，在調速驅動的場合，將會是永磁同步電動機的天下。日本富士公司已推出系列的永磁同步電動機產品相配的變頻控制器，功率從0.4kW～300kW,體積比同容量非同步電動機小1～2個機座號，力能指標明顯高於非同步電動機，可用於泵、運輸機械、攪拌機、卷揚機、升降機、起重機等多咱場合。

3、 精密控制驅動

① 高精度的伺服控制系統

伺服電動機在工業自動化領域的運行控制中扮演了十分重要的角色，應用場合的不同對伺服電動機的控制性能要求也不盡相同。實際應用中，伺服電動機有各種不同的控制方式，例如轉矩控制/電流控制、速度控制、位置控制等。伺服電動機系統也經歷了直流伺服系統、交流伺服系統、步進電機驅動系統，直至近年來最為引人注目的永磁電動機交流伺服系統。最近幾年進口的各類自動化設備、自動加工裝置和機器人等絕大多數都採用永磁同步電動機的交流伺服系統。

② 信息技術中的永磁同步電動機

當今信息技術高度發展，各種計算機外設和辦公自動化設備也隨之高度發展，與其配套的關鍵部件微電機需求量大，精度和性能要求也越來越高。對這類微電機的要求是小型化、薄形化、高速、長壽命、高可靠、低雜訊和低振動，精度要求更是特別高。例如，硬碟驅動器用主軸驅動電機是永磁無刷直流電動機，它以近10000rpm的高速帶動碟片旋轉，碟片上執行數據讀寫功能的磁頭在離碟片表面只有0.1～0.3微米處作懸浮運動，其精度要求之高可想而知了。信息技術中各種設備如列印機、軟硬碟驅動器、光碟驅動、傳真機、復印機等中所使用的驅動電機絕大多數是永磁無刷直流電動機。受技術水平限制，這類微電機目前國內還不能自己製造，有部分產品在國內組裝。

6. 什麼是永磁電機，與普通電機有區別嗎

永磁電動機是指定子是永磁體，只有轉子是線圈的直流電機。而普通電機的定子是線圈。

永磁電機與普通電機的區別為：

1、磁場性質。永磁電機製成後不需外界能量即可維持其磁場；普通電機需要電流通入才有磁場。

2、轉子結構。永磁電動機轉子上安裝有永磁體磁極；普通電機轉子上安裝勵磁線圈。

3、 適用場合。永磁電動機通常用於小功率場合；普通電機，尤其是勵磁電機，經常用於大功率場合。

(6)永磁同步電機使用年限擴展閱讀：

永磁電動機的形式有：

（1）矩形脈沖波電流，永磁無刷直流電動機PMBDC具有矩形脈沖波電流。

（2）正弦波電流，永磁磁阻同步電機PSM具有正弦波電流。

（3）混合式永磁電機。

永磁電動機與電勵磁電機相比，永磁電機，特別是稀土永磁電機具有結構簡單，運行可靠；體積小，質量輕；損耗小，效率高；電機的形狀和尺寸可以靈活多樣等顯著優點，因而應用范圍極為廣泛，幾乎遍及航空航天、國防、工農業和產和日常生活的各個領域。

7. 永磁同步電機有哪些損耗

參考一下:
永磁同步電機鐵心損耗的計算，目前較准確的鐵心損耗計算方法是依據分離鐵耗模型，根據產生原因的不同將鐵耗分為磁滯損耗、渦流損耗和雜散損耗，考慮電機內的旋轉磁化和交變磁化分別加以計算 。在計算中，對鐵心損耗系數及修正系數的確定至關重要。高溫環境下，永磁同步電機負載大范圍變化，它不但使得電機繞組內的電流變化影響銅耗的產生，還導致氣隙磁密波形的非正弦性從而影響鐵耗。因此對高溫環境永磁同步電機損耗的計算，需要綜合考慮外界環境溫度、電機極限性能及工作狀態等各方面的影響因素。
永磁同步電機以損耗為熱源，在高溫環境下，不但永磁同步電機損耗是時變的，而且永磁同步電機材料的導熱系數等熱參數也受環境的壓力、溫度等變化影響。

8. 永磁同步電機有行業或國家標准嗎

有行業標準是GB/T 22711-2019 三相永磁同步電動機技術條件（機座號 80～355）

9. 永磁變頻電機的使用壽命

目前的永磁同步電機都作過溫度時效處理，用個20多年應該沒有問題。
變頻電機是指在標准環境條件下，以100%額定負載在10%~100%額定速度范圍內連續運行，溫升不會超過該電機標定容許值的電機。

10. 永磁同步電機的使用范圍及注意事項

能夠在石油、煤礦、大型工程機械等比較惡劣的工作環境下運行,這不僅加速了永磁同步電機取代非同步電機的速度，同時也為永磁同步電機專用變頻器的發展提供了廣闊的空間。