同步电机之提高异步起动永磁同步电动机效率和功率因数的措施

异步起动水磁同步电动机通常被用作高效电动机以替代力能指标较低的感应电动机，调速永磁同步电动机也为了减小变频电源的视在容量而要求电动机具有较高的效率和功率因数．因此有必要进一步研究提高永磁同步电动机的功率因数和效率的措施。图6一22示出，当其他参数不变时，永磁同步电动机在给定负载下定子电流乙与空载反电动势E 。的关系为一v形曲线，这说明E 。对电动机的功率因数影响很大。要提高电动机的功率因数，必须使电动机的凡在一个合适的取值范围内。调节永磁体的尺寸，可使电动机功率因数接近1 。如要使电动机运行于容性功率因数，则需更多地增大永磁体的用量。需要指出的是电动机不同．功率因数与电动机E 。的关系曲线也不一样，而且电动机功率因数的大小还与电动机的其他参数（等）有着密切的关系。

    永磁同步电动机一般设计得即使在轻载运行时功率因数和效率也较高，这是水著 磁同步电动机一个非常可贵的优点，图6-34为某台永磁同步电动机与同规格感应电动机效率和功率因数的比较曲线。

    设计中可通过两个途径来提高E 。，即增大绕组串联匝数和增加永磁体用量。前者只能在电动机起动转矩、最小转矩、失步转矩和牵入同步能力有裕度的前提下方可进行，而后者则要考虑到不使电动机磁过于饱和和制造成本不能过高。永磁同步电动机具有较高的空载反电动势E，不仅可提高稳定运行时的功率因，还可使运行于冲击负载下的永磁同步电动机具有较强的稳定、较高的平均功率因数和平均效率。

    较高的功率因数还使定子电流变小、铜耗下降、效率提高和温升降低，所以，设计高功率因数的永磁同步电动机是提高电动机效率的一条重要途径为减小永磁同步电动机的铁耗，一般采用单位损耗较小的铁磁材料，并配合以气隙磁场波形的优化设计，以减小谐波造成的附加铁耗减小永磁同步电动机的机械损耗的措施与设计其他种类电机时所采取的措施类似，如提高电动机装配质量，采用合适的轴承和高效润滑剂等。需要指出的是，由于水磁同步电动机力能指标较高，电动机损耗小，温升较低，因此可采用风量较小的风扇散热，这使电动机的机械损耗进一步减小。

永磁同步电动机杂散损耗比同规格感应电动机的要大。这是因为前者的气隙磁场谐波含量比后者大。极弧系数（与定、转子槽配合、永磁体槽及隔磁措施有关）设计不合理时，气隙磁场谐波尤其大，会导致电动机的杂散损耗明显增大。选取合适的定、转子槽配合，采用丫接双层短距绕组或正弦绕组，合理设计极弧系数，减小槽开口宽度或采用闭口糟等都是减小电动机杂散损耗的有效途径。将定子斜一定的距离也可以降低水磁同步电动机的杂散损耗。定子斜槽不仅适用于异步起动永磁同步电动机．也适用于调速永磁同步电动机，不仅可减小电动机的杂散损耗，还可减小电动机的噪声和振动，提高电动机运行的平稳性。适当加大气隙长度占可在一定程度上减小电动机的杂散损耗。水磁同步电动机的气隙长度通常比同规格感应电动机大，而且电动机容量越大，气隙大得越多。试验表明，当某台永磁同步电动机气隙增大0 . Olcm后，由于电动机杂散损耗的下降可提高效率1 . 5个百分点。定子采用闭口槽或采用磁性槽楔，可减小电动机齿磁导谐波导致的杂散损耗。但闭口槽使电动机漏磁系数和槽漏抗有所增大。

    总之，提高永磁同步电动机力能指标的途径较多，也比较复杂，因为某些措施的采取，有可能影响到电动机的其他性能，必须通盘考虑，根据电动机的性能指标要求和生产厂的具体制造工艺，采取合适的措施，以排除不利因素，提高电动机的力能指标。