新型永磁电机的设计、分析与应用探讨

1、    新型永磁电机的设计、分析与应用探讨    黄旭伟摘 要：新型永磁电机属于高效节能的动力装置，已被广泛应用到现代工业生产以及生活领域。因此，本文从不同层面入手探讨、分析了新型永磁电机的设计以及应用，促使新型永磁电机在高效运转过程中功能作用顺利发挥，最大化提高经济以及社会效益。关键词：新型永磁电机;设计;应用在新形势下，国家对节能、减排、环保等的重视程度明显提高，研发、设计以及运用高效节能装置至关重要。与此同时，新型永磁电机设计以及应用要求明显提高，要在把握新型永磁电机类型、运行原理、控制方法等基础上围绕现代动力装置设计要点，规范化设计新型

2、永磁电机，有着较高的整体性能，在实际运用中具有安全性高、能耗低、运行成本低等优势特点，实现综合效益目标。一、新型永磁电机及其设计、分析（一）永磁电机替换传统电机的适用性随着行业以及领域深层次发展，对传统電机运行状态、整体性能、功能作用等有着更高层次的要求，传统电机在运行过程中缺陷问题不断呈现，比如，能耗较大、机械效率不高，导致各类故障问题频繁发生。与此同时，新型永磁电机类型并不单一，比如，调速永磁同步电动机、异步启动永磁同步电动机，各具优势特点、功能作用，可以有效弥补传统电机在运行中存在的缺陷问题。新型用地电机优势特点体现在多个方面，一是高效节能。励磁磁场由永磁体提供，永磁转子运行中不需要励磁

3、，可以大幅度提高运行效率，运行效率在90%以上，高效率运行的同时有着较广的转速范围，节能效果明显，特别是在低速运转的时候。二是温升低。这是因为转子无电励磁，表示没有损耗发热，永磁电机运行中温度也很低。三是较高的起动性能、功率因数以及功率密度。在永磁电机正常运行过程中，转子绕组并不发挥任何作用，可以通过优化设计转子绕组，让其满足高起动转矩的要求，从1.8倍上升到2.5倍，还可以更大。在永磁电机高功能因数作用下，不需要再安装任何规格、性能的补偿器，变压器利用效率也能明显提高。永磁电机还有着较高的功率密度，利于节能改造升级，更好地降低运行中的能耗，最大化提高节能效果。可见，利用永磁电机替换传统电机具

4、有适用性。（二）永磁电机设计与分析综合分析永磁电机运行原理以及运行中两类主要的控制方法，即矢量变换控制方法、直接转矩控制方法。针对新型永磁电机的设计要求、设计要点、设计原则，根据工作特性、运行参数、机械强度、电机性能1，细化分析空载以及负载各自作用下的磁场，对比不同负载情况下转矩等，科学设计新型永磁电机，对电路以及磁路进行合理化解耦，提升新型永磁电机的磁负荷、电负荷，确保其在低速运转过程中也能降低能耗，有着较高的运行效率以及效益。（1）新型永磁电机磁极与绕组设计。新型永磁电机磁极类型多样化，环形、扇形等，在工艺流程、加工、装配等方面各具优势特点。在对比、分析的基础上明确所设计的新型永磁电机磁极

5、类型，简化设计流程的同时降低磁极加工、装配等方面难度系数，严格按照设计要求、设计流程等，充分利用永磁材料，规范化设计电机的磁极结构体系，具有多样化的优势作用，弥补圆柱形磁极、扇形磁极等应用中呈现的缺陷。（2）绕组注塑成形工艺设计与控制系统设计。绕组注塑成形工艺设计是新型永磁电机设计必不可少的环节，要在把握工艺流程的基础上利用绕线模、定位模、压铸模2，进行有效绕组注塑成形工艺设计。先要根据注塑成形工艺要求，优化绕组元件成形环节，规范化成形的同时准确定位、合理连接应用其中的绕组元件，巧用焊接方法，将绕组元件、换向器二者焊接在一起，再巧用绝缘材料，将绕组注塑成盘形。此外，根据新型永磁电机控制方法，从

6、矢量变换控制、直接转换矩控制两大层面入手，巧用现代仿真软件设计，构建仿真模型，在分析仿真结果的基础上结合控制流程、控制要求等，优化利用传感器技术等，科学设计新型永磁电机的控制系统，在自动化调控的过程中最大化提高电机整体性能，降低能耗以及电机运行中各类故障发生系数。（3）新型永磁电机试验与测试分析。在新型永磁电机设计好之后，要从空载、负载、温升、定子直流电阻、耐压等层面入手3，巧用相关的现代试验设备、现代化技术手段，模拟逼真的运行环境，进行针对性、层次化以及系统化试验，保证试验结果精准性以及全面性。随后，细化分析新型永磁电机试验结果，在优化调整运行参数、更新升级零部件等基础上促使新型永磁电机高效

7、运转。在此过程中，还要根据结构体系、运行原理等，对新型永磁电机进行有效节能测试，分析测试结果的同时进一步优化电机各组成部分性能，将运行各环节能耗最小化，保证电机安全运行的同时最大化提高节能效果以及经济性。二、新型永磁电机应用新型永磁电机优势作用多样化，已被广泛应用到冶金行业，比如，皮带机、液压站等变量负载工况的节能。以“冶金液压站”为例，冶金作业环境复杂多变，危险类作业特别多，作业中存在不确定因素，液压站电机运行中极易受到作业环境、自身质量、人员操作等方面因素影响，导致运行异常，引发故障问题、安全事故。电机是液压站运行中必不可少的设备，由于冶金作业技术要求特别高，作业流程复杂化，传统电机很难满

8、足当下冶金要求。作为动力装置，新型永磁电机在运行安全性、节能降耗、机械效率等层面有着明显的优势，可以将其灵活及有效应用到冶金液压站中。根据冶金液压站运行中呈现的问题，在对比、分析新型永磁电机和传统电机基础上合理调整冶金工艺流程，明确冶金作业环境危险点及冶金重点、难点，完善冶金整个作业流程，在高效应用新型永磁电机的过程中降低故障问题及安全事故发生率，保证冶金作业安全及质量的同时降低冶金作业难度系数等。三、结语总而言之，在节能减排等背景下，设计、分析及应用新型永磁电机有着重要的现实意义，要在分析电机内部电磁场、优化电机参数、完善控制方法、调控功率因数等过程中高效设计新型永磁电机，促使运行更加安全、可靠，在细化分析的基础上灵活应用到行业以及领域中，有效控制负载、损耗的同时提高运行效