永磁电机设计（永磁电机设计软件）

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永磁DC电机简介

永磁DC电机是一种DC电机，它使用永磁体来建立磁场。永磁DC电机广泛应用于各种便携式电子设备或电器，如汽车、摩托车、电动自行车、航空空空、机械等行业，也应用于一些高科技产品中。

永磁DC电机广泛应用于各种小功率设备中，其励磁绕组由永磁体代替，使电机结构更加简单。永磁体为这些应用带来了许多好处，其中最重要的是，它们不再需要外部激励和相关的功率损耗来产生电机中的磁场。此外，永磁体所需的空空空间将小于励磁绕组，因此永磁电机的尺寸可能小于类似的外激电机。随着时代的发展，永磁DC电机的应用会越来越多，很多原本使用交流电机的场合已经被永磁DC电机取代。尤其是永磁无刷电机出现后，永磁DC电机的产量越来越大。

然而，永磁DC电机也会受到永磁体的限制，包括由于永磁体的绕组电流过大或过热而导致的励磁损耗，以及永磁体能够产生的气隙磁通密度。但随着新型永磁材料的发展，这些永磁体的特性对永磁电机设计的限制会越来越少。

根据有无电刷，永磁DC电机可分为永磁无刷DC电机和永磁有刷DC电机。永磁无刷DC电机是一种DC电机，其磁场由一个或多个永磁体建立。它的性能类似于他励DC电机，励磁电流恒定，通过改变电枢电压可以很容易地调节速度。与他励DC电机相比，它具有体积小、效率高、结构简单、用铜少等优点。它是小功率DC电机的主要类型，是典型的机电一体化产品。

永磁无刷DC电机的定子装有固定的主极和电刷，转子装有电枢绕组和换向器。DC电源的电能通过电刷和换向器进入电枢绕组产生电枢电流，电枢电流产生的磁场与主磁场相互作用产生电磁转矩，使电机旋转驱动负载。由于电刷和换向器的存在，有刷电机结构复杂，可靠性差，故障多，维护工作量大，使用寿命短，换向火花容易产生电磁干扰。

永磁电机和普通电机有什么区别，有什么特点？

永磁电机又称永磁同步电机，多为永磁变频电机，由永磁体励磁，无励磁绕组，无励磁损耗。

永磁变频电机与普通电机(或普通三相异步电机)相比，没有电励磁和相应的损耗，永磁转子不发热，电负载可以选得很高，所以体积小，功率密度高。

随着新型电机控制理论和稀土永磁材料的快速发展，永磁电机的性能得到了进一步提高，它具有以下优点:

节能

由于励磁磁场由永磁体提供，永磁转子无需励磁，效率可高达90%以上。与异步电机相比，永磁电机效率高，调速范围宽，节能效果显著。尤其是低速时，优势更加明显。

低温升

转子非电励磁意味着没有热损失，所以永磁电机的温升一般很低。

良好的启动性能

因为永磁电机正常工作时转子绕组不工作，所以转子绕组在设计上可以满足高起动转矩的要求，比如1.8倍到2.5倍，甚至更多。

高功率因数

对电网运行的影响是异步电动机从电网中吸收大量的无功电流，导致电网输变电系统中产生大量的无功电流，进一步降低电网的品质因数，增加输变电设备和发电设备的负荷。

同时，无功电流消耗了电网即输变电系统中的一部分电能，导致电网效率低下，再与异步电动机效率低下，从电网中吸收更多电能的情况叠加，功率损耗加剧，电网负荷日益增加。

永磁电机转子无电励磁、功率因数高的独特优势，有助于提高电网的品质因数或使其无需安装补偿器。功率因数的提高也可以提高变压器的利用率。

大功率密度

由于采用高性能永磁材料提供磁场，永磁电机的气隙磁场比普通电机大大增强，永磁电机的体积和重量大大减小，重量轻。电机可以按照普通电机的尺寸和一两个较小的机座号设计安装，在节能改造升级中使用非常方便。

为什么DC永磁电机要设计成多极电机？

在相同频率下，使用多对极可以降低转速，因此可以用在低速高转矩的场合。

永磁同步电动机和交流异步电动机的优缺点比较

与交流异步电机相比，永磁同步电机具有以下优点:

首先，高效率可以从以下几个方面来解释。

1.由于永磁同步电机的磁场由永磁体产生，避免了励磁电流产生的磁场造成的励磁损耗。

2.与异步电机相比，永磁同步电机的外特性效率曲线在轻载下具有更高的效率值，这是永磁同步电机在节能方面的最大优势。通常，当电机驱动负载时，它很少满功率运行。这是因为:一方面，用户在选择电机时，通常是根据负载的极端工况来确定电机功率，出现极端工况的概率很小。同时，为了防止电机在异步情况下烧坏，用户还会有一定的电机功率余量；另一方面，设计人员在设计电机时，为了保证电机的可靠性，用户通常需要在此基础上留有一定的功率裕度，所以实际运行的电机90%以上的工作功率低于额定功率的70%，尤其是驱动风机或水泵的电机。这导致电机通常工作在轻载区。对于感应电机来说，轻负载下效率很低，而永磁同步电机在轻负载下仍能保持高效率。

3.由于永磁同步电机功率因数高，电流比异步电机小，所以电机定子铜损小，效率高。

4.系统效率高。永磁电机的参数，尤其是功率因数，不受电机极数的影响，很容易设计出多极电机，可以把传统的由变速箱驱动的负载电机变成永磁同步电机。电机驱动的直驱系统省去了变速箱，提高了传动效率。

2.高功率因数:永磁同步电机的功率因数在设计时可以调节，甚至可以设计为1，而不考虑电机的极数。但异步电动机由于其自身的励磁特性，会随着极数的增加而增加，必然导致功率因数的降低。例如，8极电机的功率因数通常在0.85左右，功率因数高的电机具有以下优点:

1、高功率因数，低电机电流，减少电机定子的铜耗，节约能源。

2.高功率因数可以降低电机的功率容量，开关、电缆等辅助设施可以更小，相应成本更低。

3.永磁同步电机的功率因数不受电机极数的影响。如果电机支撑系统允许，电机的极数可以设计得更多，相应的电机体积更小，电机的直接材料成本更低。

三、结构简单灵活:由于永磁同步电机的参数不受电机极数的影响，便于实现电机对负载的直接驱动，省去了噪音大、故障率高的变速箱。

什么是永磁体/电机？

它是一种内置永磁体的电机，通常是DC电机或同步电机。

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