稀土永磁同步电机之永磁同步发电机的运行特性

    永磁同步发电机的运行特性包括外特性和效率特性。根据这些特性可以确定发电机的电压调整率和额定效率，这些都是标志永磁同步发电机性能的基本数据。

一、外特性与电压调整率

永磁同步发电机的外特性是当n一n，、 cos甲一常数时，端电压与负载电流之间的关系曲线U一f ( I）。图9一9表示带有不同功率因数负载时永磁同步发电机的外特性。带感性负载和纯电阻负载时，外特性是下降的，这是由电枢反应的去磁作用和漏阻抗压降引起的。带容性负载且内功率因数角为超前时，由于电枢反应的助磁作用和容性电流的漏抗压降上升，外特性可能是上升的。与普通同步发电机相比，永磁同步发电机的电枢反应去磁作用较小，外特性下降得小，电压调整率较小。

从外特性可以求出发电机的电压调整率，如图9一10所示。调节负载使发电机工作在额定工况，卸去负载，读取空载电动势E0，则发电机的电压调整率△ u为。电压调整率是同步发电机的重要性能指标之一，过高的电压调整率将对用电设备的运行产生较大影响。永磁同步发电机的励磁难以调节，如何减小电压调整率是永磁同步发电机设计的重要问题之一。

从式（9一26）可以看出，影响电压调整率的既有外部负载因素，也有电机内部参数。当发电机带感性负载且功率因数一定时，减小直轴电枢反应电抗和电枢绕组电阻、增大交轴电枢反应电抗，都可以降低电压调整率。电压调整率主要取决于电机的内部参数，其中以电枢反应电抗的影响为最大。因此，在进行永磁同步发电机设计时，应从以下两方面人手：

( 1）削弱电枢反应的去磁作用。需要增大永磁体充磁方向长度。

( 2）减少绕组匝数以减小电阻和电抗。这就需要增加永磁体产生的磁通量，导致永磁体面积增大。

二、效率特性

效率特性是发电机在n一n，、 U一UN 、 cos甲一常数时，发电机的效率与输出功率之间的关系曲线专。和其他电机一样，永磁同步发电机的效率可以用直接负载法或损耗分析法求出。永磁同步发电机的损耗可分为基本损耗和杂散损耗两部分。基本损耗包括电枢的基本铁耗pFe 、电枢基本铜耗pcu和机械损耗pme 。 。电枢基本铁耗是指主磁通在电枢铁心齿部和扼部交变所引起的损耗。电枢基本铜耗是换算到基准工作温度时电枢绕组的直流电阻损耗。机械损耗包括轴承的摩擦损耗和通风损耗。杂散损耗包括电枢漏磁通在电枢绕组和其他金属结构部件中所引起的涡流损耗。总损耗艺p求出后，效率即可确定