稀土永磁发电机优势及节能减排

稀土永磁发电机优势及节能减排第一页，共二十六页，编辑于2023年，星期三序言：2009年哥本哈根全球气候峰会上，各国领导人和与会代表喋喋不休的争论伴着2010年新年的钟声看似已经远去，但全球气候变暖已成不争的事实。我国已经将节能减排作为一项基本国策，近年来全国各行各业都在大力狠抓节能减排工作。节能减排已经成为企业转变经济增长方式，实现可持续发展战略的重要措施。下面通过对稀土永磁技术在小油机方面的运用优势讲述，稀土永磁发电机与传统发电机的技术对比，稀土永磁发电机在节能降耗方面的具体数据分析来阐述稀土永磁发电机的运用优势及节能减排效果。第二页，共二十六页，编辑于2023年，星期三关键词稀土永磁节能减排油机第三页，共二十六页，编辑于2023年，星期三一、发电机的工作原理第四页，共二十六页，编辑于2023年，星期三发电机是以磁场为媒介将机械能转化为电能的电磁装置。为在发电机内建立进行机电能量转换所必需的气隙磁场，可以有两种方法。一种是在发电机绕组内通过电流产生，既需要有专门的绕组和相应的装置，又需要不断供给能量以维持电流流动，例如：传统的励磁式发电机；另一种是由永磁体来产生磁场，既可简化发电机结构，又可节约能量，例如：永磁式发电机。第五页，共二十六页，编辑于2023年，星期三二、传统励磁式发电机的设计原理及怎样提高发电机的有功功率第六页，共二十六页，编辑于2023年，星期三励磁式发电机原理图

传统的励磁式发电机，是向转子励磁绕组内通电流励磁后建立磁场，定子的发电绕组切割磁力线后感生出电动势。（见上图）。第七页，共二十六页，编辑于2023年，星期三励磁式发电机这样一来，需要配上专门的励磁机或在定子线槽内嵌励磁电源绕组，输出的交流电还需经复杂的电子电路整流后再输送给转子励磁绕组的，而且在整个过程中需要不断供给励磁绕组电流才能持续发电。而这不断供给的电流就损耗掉原动机的部分能量，降低了发动机将机械能转化为电能的效率，从而降低了发电机组输出功率的有用功率。第八页，共二十六页，编辑于2023年，星期三发电机功率计算公式η＝P有/P原；η：发电机的效率；P有：发电机有功功率；P原:原动机功率。第九页，共二十六页，编辑于2023年，星期三P原＝P有＋P机损＋P电损＋P无；所以：η＝(P原-P机损-P电损-P无)/P原；P机损：发动机损耗的功率；P电损：电机损耗功率；P电损＝P定子损失＋P转子损失P无：发电机产生的无功功率。第十页，共二十六页，编辑于2023年，星期三结论：综上所述：在发动机相同的情况下，P原、P机损无法改变，要想提高效率η，只有降低P电损、P无。在第三部分“稀土永磁发电机的优势及技术运用”中具体讲述怎样实现提高效率η。第十一页，共二十六页，编辑于2023年，星期三三、稀土永磁发电机的优势及技术运用第十二页，共二十六页，编辑于2023年，星期三稀土永磁体在电机技术中的运用已经有三十多年的历史了，由于其磁能积高，电机转子可以做得很小，功率密度很高，和同功率的电机相比，体积缩小、重量变轻、结构简单。1、稀土永磁发电机的结构：第十三页，共二十六页，编辑于2023年，星期三2、稀土永磁发电机的效率分析

稀土永磁发电机的永磁体既是励磁源，又是磁路的一部分，转子中不设励磁绕组，没有了励磁损耗和电刷滑环间的摩擦、接触损耗（见稀土永磁发电机电原理图），使发电机的效率高于传统励磁式的发电机15-30%。第十四页，共二十六页，编辑于2023年，星期三稀土永磁发电机电原理图第十五页，共二十六页，编辑于2023年，星期三功率：η＝(P原-P机损-P电损-P无)/P原；稀土永磁发电机没有励磁系统及整流系统：P无＝0；稀土永磁发电机定子没有励磁绕组，同时采用高品质硅钢与优质漆包线可以将定子铁损降低50％以上：P定子损失

50％。稀土永磁发电机转子没有励磁线圈，转子没有涡流损失：P转子损失＝0；第十六页，共二十六页，编辑于2023年，星期三与励磁发电机比较常规励磁式发电机，在负载增大时，端电压下降很历害，为保持端电压恒定，只能增加励磁电流来提高气隙磁感应强度，这样就使得铁损耗和励磁铜损耗明显增大，效率明显降低。而稀土永磁体具有很高的内禀矫顽力，电枢反应的影响很小，在发电机负载变化时，气隙磁感应强度变化很小，铁损可以作为一个不变的参数来看，在负载变化范围较大时，仍能保持较高的效率。第十七页，共二十六页，编辑于2023年，星期三同步发电机的特性另外，同步发电机常为感性负载，其电枢反应是去磁的，端电压将随负载增加而下降；漏阻抗压降随负载增加而增加，它的作用也使端电压下降，因此同步发电机的外特性是下降的。稀土永磁发电机的电枢反应去磁作用比电励磁发电机小，因此其外特性比电励磁电机下降得小，电压变化率也就比电励磁电机小（见同步发电机外特性图）。图中粗实线为稀土永磁发电机的外特性，细实线为电励磁式发电机的外特性。第十八页，共二十六页，编辑于2023年，星期三3、稀土永磁发电机波形分析第十九页，共二十六页，编辑于2023年，星期三分析稀土永磁发电机的转子磁铁，通常做成瓦片式（可串联）的形式，这种结构充磁后的磁场更接近于圆形磁场，配合正弦绕组及其它定子结构形式，更能有效克服谐波，使输出电压的波形正弦性波形畸变率可以低至2%以下，可以满足高精电子仪器、设备的使用需求（见稀土永磁发电机电压波形图）。第二十页，共二十六页，编辑于2023年，星期三稀土永磁发电机波形图第二十一页，共二十六页，编辑于2023年，星期三永磁发电机的发展：正是由于稀土永磁发电机有如上优势，使得它的推广应用将会有非常广阔的前景。中国是世界第一稀土大国，稀土的总储量约占全球稀土资源的80%，稀土永磁电机已经在航空航天、民用产业中得到规模化的应用，永磁发电机也将逐步由小型化向大型机组迈进。第二十二页，共二十六页，编辑于2023年，星期三四、稀土永磁发电机的节能减排效果分析第二十三页，共二十六页，编辑于2023年，星期三节能减排效果前面已经简略提及稀土永磁发电机的效率比常规的励磁式发电机高出略30%，以下表为例：（7.5－5.6）/5.6＝33.9％。用户在选型时，如果需要带动6kW左右的负载，对于传统型发电机，他就不能选择这种13马力油机带动的机组而只能选择高一个功率级的8kVA的机型了（这种机型由20马力的油机带动），使用成本就相对高出了30—50%。油耗和排放同时也增加40％左右。因此稀土永磁发电机具有显著的节能减排效果，也能给用户带来使用效益。下面以一个使用相对普遍的6kVA功率等级的发电机组为例:型号发动机电机额定输出（KVA）耗油量（g/hp.hr）排放（g/hp.hr）8小时发电量(KWh)年发电量365×8(KWh)同发电量节约汽油（Kg）同发电量减少排放（Kg）GF5SGX390AVR励磁5.6230CO:315HC+NOx:8.744.816325参照标本参照标本GF6S/MGX390稀土永磁7.523060219002108co3046HC+NOx:8.784第二十四页，共二十六页，编辑于2023年，星期三五、结束语虽然油机作为通讯备用电源不是通讯电源的主要设备，但随着3G网络的全覆盖以及我国经济的高速发展带来的电力供需矛盾日益突出，油机已经