弱磁控制會(huì)對(duì)電機(jī)的效率產(chǎn)生怎樣的影響?(FJH)
輕載時(shí)的效率變化 在輕載情況下,適當(dāng)?shù)娜醮趴刂瓶梢允闺姍C(jī)在較高轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速升高時(shí),電機(jī)的銅損(,其中是電流,是繞組電阻)可能會(huì)降低。因?yàn)樵谳p載時(shí),隨著轉(zhuǎn)速的升高,電流有減小的趨勢(shì),所以銅損會(huì)減小。 例如,對(duì)于一些小型風(fēng)機(jī)電機(jī),在通風(fēng)要求不高(輕載)的情況下,采用弱磁控制提升轉(zhuǎn)速。此時(shí),由于電流減小,電機(jī)繞組的銅損降低,從而有可能提高電機(jī)的效率。 同時(shí),在輕載和弱磁狀態(tài)下,鐵損(包括磁滯損耗和渦流損耗)也可能會(huì)因?yàn)榇磐芏鹊慕档投兴鶞p小。磁滯損耗與磁通密度的平方成正比,渦流損耗與磁通密度的平方和頻率的平方成正比。弱磁時(shí)磁通密度減小,這部分損耗也會(huì)相應(yīng)降低。
重載時(shí)的效率變化 在重載情況下,弱磁會(huì)使電機(jī)的轉(zhuǎn)矩下降。為了維持輸出功率,電樞電流可能會(huì)增大。根據(jù)銅損公式,電流增大導(dǎo)致銅損增加。 例如,在電動(dòng)汽車(chē)爬坡(重載)過(guò)程中,如果采用弱磁控制,電機(jī)為了克服重力產(chǎn)生的大轉(zhuǎn)矩,需要增加電流來(lái)維持動(dòng)力,這就會(huì)使銅損大幅增加。 而且,弱磁后磁通密度降低,雖然鐵損中的磁滯損耗和渦流損耗理論上會(huì)降低,但是由于電機(jī)需要輸出更大的電流來(lái)維持功率,磁場(chǎng)的變化和電流的增加會(huì)使電機(jī)的鐵心飽和程度等情況發(fā)生變化,鐵損的變化情況變得復(fù)雜?傮w而言,在重載情況下,弱磁控制可能會(huì)導(dǎo)致電機(jī)效率降低。
寬調(diào)速范圍下的效率特性 在電機(jī)需要在較寬的調(diào)速范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí),弱磁控制在不同的速度區(qū)間對(duì)效率的影響不同。在中低速區(qū)域,通常不采用弱磁控制,電機(jī)可以在較高效率的狀態(tài)下運(yùn)行。 當(dāng)電機(jī)進(jìn)入高速區(qū)域需要弱磁升速時(shí),在高速輕載的初期階段,效率可能會(huì)有所提高。但隨著速度進(jìn)一步升高或者負(fù)載變化,特別是進(jìn)入高速重載階段,效率會(huì)逐漸降低。這是因?yàn)殡姍C(jī)的損耗(銅損和鐵損)在高速重載情況下會(huì)隨著弱磁控制而快速增加。 例如,在工業(yè)機(jī)床的主軸電機(jī)調(diào)速過(guò)程中,從低速加工到高速加工,在弱磁控制下,電機(jī)在高速輕載加工階段效率可能維持較好,但在高速重載加工(如強(qiáng)力切削)階段效率會(huì)下降。
 
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