永磁发电机与普通励磁发电机的区别

摘要：与普通励磁发电机相比，永磁发电机具有功率密度高、特性信号小、构造简单、运行可靠、发电机的尺寸和形状灵活多样等性能特征。永磁同步发电机因为没有励磁绕组和励磁电源，采用了稀土永磁材料，容量质量比较显着，同时由于电力电子技术的发展和逆变技术可靠性的完善和发展，详细用于要求响应快速、调速范围宽、定位准确的高性能柴发机组供电装置康明斯发电机价格一览表。

      柴油发电机组的电球可分为永磁发电机和励磁发电机，永磁发电机与励磁发电机的较大差别在于它的励磁磁场是由永磁体发生的。永磁体在电机中既是磁源，又是磁路的组成部分。励磁功率单元向同步发电机转子提供励磁电流；而励磁调整器则根据输入信号和给定的调节准则控制励磁容量单元的输出。

      励磁容量单元向同步发电机转子提供励磁电流；而励磁调节器则根据输入信号和给定的调整准则控制励磁容量单元的输出。励磁装置的自动励磁调整器对提高电力系统并列机组的稳定性具有相当大的作用。尤其是现代电力系统的发展引起机组稳定极限减少的趋势，也促使励磁技术不断发展。同步发电机的励磁系统主要由功率单元和调整器（装置）两大部分组成。

      其中励磁功率单元是指向同步发电机转子绕组提供直流励磁电流的励磁电源部分，而励磁调节器则是根据控制要求的输入信号和给定的调整准则控制励磁功率单元输出的装置。由励磁调整器、励磁功率单元和发电机本身一起结构的整个系统称为励磁装置控制装置。励磁机构是发电机的重要构成部份，它对电力系统及发电机本身的安全稳定运行有很大的危害。励磁装置的详细特点：

      稀土钴永磁和钕铁硼永磁等永磁材料于20世纪后期相继问世，它们具有高剩磁密度、高矫顽力、高磁能积和线性退磁曲线等优异性能，因此特别适合应用在永磁同步发电机上。从此，永磁同步发电机进入了飞速发展的时代。与传统的电励磁式同步发电机相比，永磁同步发电机有以下几个方面的优势：

      永磁同步发电机省去了励磁绕组和容易出问题的集电环和碳刷，组成简易（如图1所示），加工和安装费用降低。

      采用稀土永磁可以增大气隙磁密，并把发电机转速提升到较佳值，从而显着缩小发电机体积，提升容量品质比。

      因为省去了励磁用电，没有励磁损耗和碳刷集电环间的摩擦、接触损耗。另外，在设置紧圈的情况下，转子表面光滑，风阻小。与凸极式交流电励磁同步发电机相比，同等容量的永磁同步发电机的总损耗大约要小10％～15％。

      处于直轴磁路中的永磁体的磁导率很小，直轴电枢反应电抗较电励磁式同步发电机小得多，因而固有电压调整率也比电励磁式同步发电机小。发电机电路示意图如图2所示。

      永磁同步发电机转子上没有励磁绕组，转子轴上也不需要装配集电环，因而没有电励磁式发电机上存在的励磁短路、断路、绝缘损坏、电刷集电环接触不良等一系列故障连带关系。另外，由于采用永磁体励磁，永磁同步发电机的零配件也少于通常发电机，组成简易，运行可靠。

      虽然永磁同步发电机具有上述诸多好处和广泛的应用前景，但从目前的实际应用情形来看，其应用仍有一定局限，未能得到大面积的推广和使用。主要起因在于永磁同步发电机采用永磁体励磁，因为永磁体的高矫顽力使得从外部调整发电机的磁场变化极为困难；由于励磁不可调，速度的变化和负载电流的变化都将造成输出电压的波动。可以说，励磁不可调整引起的输出电压不稳已经成为限制永磁同步发电机推广运用的瓶颈。

     永磁发电机构造由定子和转子两大部分组成。

      定子是指发电机在运行时的固定部分，详细由硅钢片、三相丫形联结的对称分布在定子槽中彼此相差120°电角度的电枢绕组、固定铁心的机壳及端盖等部分构造。

      转子是指发电机运转时的旋转部分，一般由转子铁心、永磁体磁钢、套环和转子转轴组成。永磁材料，尤其是钴永磁材料的抗拉强度低，质硬而脆。如果转子上无防护办法，当发电机转子直径较大或高速运行时，转子表面所承受的离心力已接近甚至超过永磁材料的抗拉强度，将使永磁体产生破坏，故而高速运行的永磁同步发电机多选购套环式转子构成。所谓套环式转子构成，就是通过一个高强度的金属材料制成的薄壁圆环紧紧地套在转子外圆或内圆处，通过套环把电机转子上的永磁体磁钢、软铁极靴都固定在相应的位置上。这样，永磁同步发电机的转子像一个完整的实心体，保证了高速运行时的可靠性。

      永磁同步发电机的组成特性具体表现在转子上，通常，按照永磁体磁化方向与转子旋转方向的相互关系，可分为切向式和径向式等。

      在切向式转子磁路组成中，转子的磁化方向与气隙磁通轴线接近垂直且离气隙较远，其漏磁比较大。但永磁体发生并车功能，有两个永磁体截面对气隙提供每极磁通，可提高气隙磁密，尤其在极数较多的情形下更为突出。因此，切向式适合于极数多且要求气隙磁通密度高的永磁同步发电机。永磁体和极靴的固定程序采用套环式结构，如图3所示。

      径向式转子磁路构造如图4所示，永磁体的磁化方向与气隙磁通轴线一致且离气隙较近，在一对磁极的磁路中，有两个永磁体供应磁动势，永磁体工作于串联状态，每块永磁体的截面供应发电机每极气隙磁通，每块永磁体的磁势提供发电机一个极的磁势。

      与切向式转子组成相比，径向式转子磁路组成的漏磁系数较小。而且，在这种结构中，由于永磁体直接面对气隙，且永磁体具有磁场定向性，因此这种组成中气隙磁感应强度B8接近于永磁体工作点的磁感应强度BM，提高了永磁材料的利用率；径向式转子构造的永磁体可以直接烧铸或黏结在发电机转轴上，结构和工艺较为简单；极间采用铝合金烧铸，保证了转子构造的整体性且起到阻尼功用，既可改善发电机的瞬间性能，又提高了永磁材料的抗去磁能力。 

      目前，传统发电机组的发电机、发电机是相对独立的。发电机曲轴有前后两端，位于发电机两端；前端装有飞轮，外装启动拉盘；后端是输出驱动，一般用作与发电机的连接。而在高速发电机组中，发电机既用来发生电能，又通过转动惯量计算使其转子转动惯量等于飞轮转动惯量，从而用其转子取代柴油发电机的飞轮，使其成为柴油发电机的一部分，实现了“高速发电机嵌入式一体化构成”。这样，既可大大减轻发电机组轴向尺寸和重量，也从根本上实现了发电机组冷热区的分离，有利于发电机组散热问题的解决，又减少了机件个数，提高了系统的可靠性。

      普通励磁发电机是一种靠能源激励才能产生电流的装备，作业原理如图5所示；而永磁发电机是一种不需要能源激励就可以发生电流的装备，作业原理如图6所示。

      永磁式发电机是依靠磁体供应初始电动势的。励磁发电机起动的时候要有一个初始电动势让励磁线圈发生磁场，刚开始要有一个其他的电源或者永磁体让发电机的小电动势来提供电动势，等正常作业之后才靠自己来输出电压作业。

      永磁发电机和普通励磁发电机的内部构造存在较大差别。通常来说，永磁发电机会采用永磁体产生磁场，而普通励磁发电机则需要通过外部励磁产生磁场。因此，永磁发电机内部部件相对较少，结构相对简单，保养成本也较低。

      永磁发电机和普通励磁发电机在作业原理上也存在一定的区别。普通励磁发电机通过传统的电磁感应机理，实现电能转换。而永磁发电机则是直接将机械能转化为电能。因为永磁体强的磁场可以直接与导线发生功能，因此永磁发电机具有更高的转化效率和更快的响应速度。

      在发电效率方面，永磁发电机一般比普通励磁发电机更为高效。普通励磁发电机需要通过外力励磁才能发生磁场，因此其发电效率相对较低。但需要指出的是，就较大容量点来说康明斯发电机组厂家，有些状况下普通励磁发电机也可以达到相当高的发电效率。

      在可靠性方面，永磁发电机一般要优于普通励磁发电机。因为永磁发电机结构相对简易，因此也比较容易进行修理和保养。而普通励磁发电机在励磁步骤中，由于需要大量的电磁元件，因此产生事故的可能性较高。另外，由于永磁发电机使用的是永磁体产生磁场，因此也比较容易受到外力干扰。

      从使用成本来看，永磁发电机也相对更加优越。因为其构造简易，所需材料和零件也较少，因此制造成本相对偏低。而普通励磁发电机则需要使用大量电磁元件，成本相对偏高。此外，在使用寿命方面，永磁发电机也比较耐用，可以长期保持高效稳定的发电状态。

      综上所述，普通励磁发电机和永磁发电机都是目前运用较广泛的两种发电机型号，永磁发电机和传统发电机在机理、结构、运用范围、效率和制造成本等方面存在显着区别，每种发电机在不一样的领域中都有其独特的长处和应用价值。总的来说柴油发电机厂家排名，永磁发电机和普通励磁发电机各有其特性和适用范围，选型时应根据详细应用需求来决定。随着科技不断进步和技术不断创新，预计未来永磁发电机的运用将会更加广泛。