永磁同步电动机功率因数及其设计原则

文章编号 ： １６７２－ ４８０１ （ ２００７ ） ０３－ ０５５－ ０２
１ 引言
功率因数和效率一样 ， 都是永磁同步电动机 最具实用价值的特征指标。无论是异步起动的永 磁电动机 ， 还是调速永磁电动机 ， 设计时都力求提 高其功率因数。 因为 ， 前者通常就是用来替代低力 能指标的感应电动机 ， 后者为了减小电子控制器 的容量也要求有高力能指标。本文仅针对永磁同 步电动机力能指标中的功率因数进行讨论。
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空载反电势对功率因数的影响
设永磁同步电动机工作在无 穷 大 的 电 网 ， 电
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机电技术》 《 ２００７ 年 第 ３ 期
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参考文献 ：
综上所述 ， 永磁同步电动机可以通过空载反电 势值的设计选择 ， 使某一特定负载时功率因数较 高 ， 并决定其超前或滞后的性质 ， 因此 ， 设计中可 以有目的地提高有效运行负载区域的功率因数 ， 来获得较高的实际节能效果。
［１］ 许实章主编 ． 电机学 ［Ｍ］． 机械工业出版社 ． ［２］ 唐任远等蓍 ． 现代永磁电机理论与设计 ［Ｍ］． 机械工业出版社 ．
作者简介 ： 陈瑜 ， （１９６１ 年 ～ 水泵技术开发及管理等。 ）， 男 ， 工程师。从事电机、
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压 Ｕ 和频率 ｆ 均保持不变 ， 并忽略定子绕组电阻 ， 则 此 时 可 认 为 Ｐ１＝Ｐｅｍ （Ｐ１ 输 入 功 率 ， Ｐｅｍ 为 电 磁 功 率 ）。且不计其磁阻转矩和各种损耗的微小变化 ， 则当电动机负载不变时有关系式 ：
２ 永磁同步电动机的功率因数曲线
图 １ 是永磁同步电动机和异步电动机随负载 变化时的功率因数曲线。 可以看到 ， 永磁同步电动 机的功率因数较异步电动机高 ， 尤其在轻载和空 载情况下 ， 要比异步电机高许多。 这是因为永磁电 动机的转子中设置有磁钢 ， 可以不从电网或减少 从电网吸收无功电流来建立磁场 ， 因而功率因数 较高。异步电动机却必须靠电网提供的无功功率 建立磁场 ， 而且当异步电动机负载下降时 ， 只减少 电流中的有功分量 ， 无功分量却几乎不变 ， 因此功 率因数低并随着负载快速下降。 可见 ， 高功率因数是永磁同步电动机的一个 突出的优点 ， 它有利于降低定子电流和绕组铜耗 ， 提高效率 ， 使永磁同步电动机拥有比异步电动机 高得多的力能指标。但也必须通过合理设计的永 磁电动机 ， 才能获得较高的功率因数。
时稍有过励 ， 满载时略为欠励。
机电设计研究
Ｅｏ 值 可 有 效 地 改 变 电 机 从 空 载 到 满 载 时 功 率 因
数变化范围。 对于节能型的专用永磁电机 ， 为提高 实际节电效果 ， 可让电机在实际平均负载附近 ｃｏ－ 机 ， 可取较低的 Ｅｏ 设计值 ， 如同图中 Ｅｏ３ 对应的情
ｓφ ≈１ Baidu Nhomakorabea原则确定 Ｅｏ； 如经常低负载运行的电动
况 ； 反之 ， 经常满负载工作的电动机则取较高的
Ｅｏ 值 ， 如同 Ｅｏ１ 对应的情况。而一般通用的永磁同 步电动机 ， 则按 Ｅｏ２ 的情况时选取反电势 ， 即空载
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５ 结束语 ４ 设计原则
图 ５ 是 ３ 台规格容量相同 ， 分别取不同 Ｅ０ 的 永磁同步电动机 ｃｏｓφ ＝ｆ（Ｐ２）曲线 ， 它们相应的空载 反电势为 Ｅｏ１＞Ｅｏ２＞Ｅｏ３。从曲线显然看出 ， 通过改变
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机电设计研究
机电技术》 《 ２００７ 年 第 ３ 期
永磁同步电动机功率因数及其设计原则
陈
摘
瑜
福建 福州
（ 闽东电机 （ 集团 ） 股份有限公司 高功率因数时空载反电势值的设计原则。 关键词 ： 同步电动机 中图分类号 ： ＴＭ３５１ 永磁 功率因数 空载反电势 文献标识码 ： Ａ
３５０００５ ）
要 ： 分析永磁同步电动 机 与 异 步 电 动 机 功 率 因 数 曲 线 的 差 别 ， 以 及 空 载 反 电 势 对 功 率 因 数 的 影 响 ， 从 而 提 出 获 取