永磁同步電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)與電機(jī)效率有何關(guān)系？

永磁同步電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)與電機(jī)效率關(guān)系密切。

反電動(dòng)勢(shì)會(huì)受到多種因素影響，比如轉(zhuǎn)速、每槽匝數(shù)、箱數(shù)、并聯(lián)支路數(shù)、電機(jī)磁路、磁鋼充磁方向、溫度等，其中定子繞組匝數(shù)、轉(zhuǎn)子角速度、轉(zhuǎn)子磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)以及定轉(zhuǎn)子的氣隙影響較大。

在不同負(fù)載下，反電動(dòng)勢(shì)大小會(huì)影響電機(jī)的功率因素和效率。恒定負(fù)載下，電機(jī)效率隨反電動(dòng)勢(shì)減少而上升，隨其增加而下降。

要提高電機(jī)效率，可以從多個(gè)方面入手。從轉(zhuǎn)子方面，對(duì)于無刷電機(jī)，使用更高性能的永磁材料，但價(jià)格會(huì)上升。調(diào)整控制電路也很關(guān)鍵，比如無刷直流電機(jī)運(yùn)行時(shí)，讓反電動(dòng)勢(shì)過零點(diǎn)和相電流過零點(diǎn)的相位盡量重合，能使三相轉(zhuǎn)矩疊加在理論上成為恒定轉(zhuǎn)矩，減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，提升電機(jī)效率。具體可調(diào)整控制電路中的相位超前導(dǎo)通角。同時(shí)，要控制電路主控制元件的導(dǎo)通損耗和線圈的電阻損耗，以及減少軸和軸承的摩擦損耗。

對(duì)于有刷電機(jī)，可將銅換向器更換為碳換向器。減少銅損和鐵損也很重要，增加直流電機(jī)的尺寸，在恒定電壓和負(fù)載的情況下減少每個(gè)槽的匝數(shù)，并加大線徑或者并繞根數(shù)，鐵損則可通過更換材料或者提高加工精度等來降低。

另外，改進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)和優(yōu)化電機(jī)控制也能提升效率。比如永磁同步電機(jī)采用磁場(chǎng)定向控制，感應(yīng)電機(jī)采用定子電流控制。采用高頻率的 PWM 控制方式、閉環(huán)控制、PID 控制等方法。還能加裝反電動(dòng)勢(shì)熔斷器和電機(jī)反向保護(hù)器，保護(hù)電機(jī)避免損壞和反向運(yùn)行。

在永磁輪轂電機(jī)的設(shè)計(jì)中，利用有限元軟件計(jì)算電機(jī)的空載特性和負(fù)載特性，分析永磁體斜極對(duì)電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩、反電動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩的影響，綜合得出電機(jī)最優(yōu)尺寸。比如當(dāng)永磁體傾斜角度為 4°時(shí)，齒槽轉(zhuǎn)矩幅值最小，反電動(dòng)勢(shì)基波幅值隨著傾斜角度的增加而下降，波動(dòng)轉(zhuǎn)矩系數(shù)隨著永磁體傾斜角度的增加逐漸減小，電磁轉(zhuǎn)矩波動(dòng)幅值較小且電磁轉(zhuǎn)矩足夠大。