各種永磁電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)
發(fā)布時(shí)間：2023年5月5日 |
文章來(lái)源：電機(jī)行業(yè)觀察 |
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IP23風(fēng)冷型一體軸式永磁電動(dòng)機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)
將螺桿機(jī)頭的陽(yáng)轉(zhuǎn)子的軸伸出機(jī)頭跟電機(jī)的轉(zhuǎn)子形成同軸連接。然后電機(jī)的定子與機(jī)殼固定在螺桿機(jī)頭的殼體上，形成電機(jī)與機(jī)頭的一體化。通過(guò)轉(zhuǎn)子上的自帶風(fēng)葉經(jīng)電機(jī)繞組與機(jī)殼的通風(fēng)槽冷卻定子，如圖1所示。
圖1 IP23風(fēng)冷型一體軸式永磁電動(dòng)機(jī)
1、體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格較低。
2、由于主機(jī)陽(yáng)轉(zhuǎn)子與永磁電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子采用一體軸，故傳動(dòng)效率為100%。
3、永磁電動(dòng)機(jī)內(nèi)無(wú)任何軸承，節(jié)約2個(gè)軸承成本，同時(shí)徹底告別軸承維護(hù)。
1、機(jī)體故障概率高：由于主機(jī)陽(yáng)轉(zhuǎn)子與永磁電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子采用一體軸，主機(jī)靠近電機(jī)側(cè)的軸承（主機(jī)吸氣端軸承）要承受比原來(lái)大2倍以上的力，所以軸承及油封壽命比原來(lái)降低2倍以上。
2、維修保養(yǎng)麻煩：由于主機(jī)陽(yáng)轉(zhuǎn)子與永磁電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子采用一體軸，在主機(jī)維修保養(yǎng)或油封漏油時(shí)一定要先拆永磁電動(dòng)機(jī)才能拆主機(jī)，因?yàn)橛来烹妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子是永磁體，永磁轉(zhuǎn)子有很大的磁力，取出需要有專業(yè)的操作人員和工具，拆裝麻煩。
3、低頻散熱差：永磁電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子與冷卻風(fēng)扇扇葉為集成一體式，當(dāng)永磁電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速或長(zhǎng)期低頻（低轉(zhuǎn)速）運(yùn)行時(shí)，扇葉隨電動(dòng)機(jī)同步降速，冷風(fēng)風(fēng)量下降，導(dǎo)致低頻時(shí)散熱差，容易引起電動(dòng)機(jī)高溫，甚至出現(xiàn)高溫退磁現(xiàn)象。
4、電機(jī)轉(zhuǎn)子先天性溫度高：由于主機(jī)陽(yáng)轉(zhuǎn)子與永磁電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子采用一體軸，主機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，排氣溫度80℃左右，高溫時(shí)排氣溫度100℃甚至更高，那么主機(jī)運(yùn)行時(shí)的溫度會(huì)通過(guò)直聯(lián)軸熱傳導(dǎo)到永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子溫度傳遞給電機(jī)機(jī)殼。
5、防護(hù)等級(jí)低：僅為IP23（2指的是直徑小于12mm的固體異物可以輕松進(jìn)入永磁電動(dòng)機(jī)，3指的是與鉛垂線成60°以上的濺水就會(huì)對(duì)永磁電動(dòng)機(jī)造成損害）。
6、開(kāi)式結(jié)構(gòu)，壽命低：IP23防護(hù)等級(jí)永磁電動(dòng)機(jī)為了保證電動(dòng)機(jī)良好散熱，避免出現(xiàn)高溫退磁甚至消磁現(xiàn)象，只能設(shè)計(jì)為開(kāi)式結(jié)構(gòu)，而空壓機(jī)很多使用場(chǎng)合環(huán)境比較差，空氣中粉塵多、環(huán)境潮濕甚至含腐蝕性氣體等情況很容易導(dǎo)致電機(jī)使用壽命降低，尤其是含金屬的粉塵進(jìn)入電動(dòng)機(jī)將會(huì)嚴(yán)重影響磁線的分布，降低電機(jī)效率，甚至直接報(bào)廢。
以上6大劣勢(shì)使得IP23風(fēng)冷型一體軸式永磁電動(dòng)機(jī)存在很大潛在風(fēng)險(xiǎn)，慎用。
IP65油冷型一體軸式永磁電動(dòng)機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)
將螺桿機(jī)頭的陽(yáng)轉(zhuǎn)子的軸伸出機(jī)頭跟電機(jī)的轉(zhuǎn)子形成同軸連接。然后電機(jī)的定子與機(jī)殼固定在螺桿機(jī)頭的殼體上，形成電機(jī)與機(jī)頭的一體化。經(jīng)過(guò)冷卻器冷卻后的潤(rùn)滑油優(yōu)先進(jìn)入油冷永磁電機(jī)的進(jìn)油口用于冷卻永磁電機(jī)，經(jīng)過(guò)換熱后的潤(rùn)滑油從永磁電機(jī)出油口出來(lái)經(jīng)過(guò)油過(guò)濾器過(guò)濾后再進(jìn)入主機(jī)，如圖2所示。
圖2 IP65油冷型一體軸式永磁電動(dòng)機(jī)
1、由于主機(jī)陽(yáng)轉(zhuǎn)子與永磁電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子采用一體軸，故傳動(dòng)效率為100%。
2、永磁電動(dòng)機(jī)內(nèi)無(wú)任何軸承，節(jié)約2個(gè)軸承成本，同時(shí)徹底告別軸承維護(hù)。
3、油的比熱是空氣的2倍多，故油的冷卻效果比空氣好，在保證永磁電動(dòng)機(jī)同樣散熱情況下，油冷永磁電機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)比風(fēng)冷永磁電機(jī)體積小很多，結(jié)構(gòu)更緊湊，材料成本更低。
4、油冷永磁電機(jī)定子與機(jī)殼之間為潤(rùn)滑油腔道，潤(rùn)滑油除了冷卻永磁電機(jī)外，還起到了隔音降噪的效果，故油冷永磁電機(jī)運(yùn)行時(shí)噪音小。
5、防護(hù)等級(jí)高（IP65），能夠更好地適應(yīng)不同的用戶使用環(huán)境。
1、機(jī)體故障概率高：由于主機(jī)陽(yáng)轉(zhuǎn)子與永磁電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子采用一體軸，主機(jī)靠近電機(jī)側(cè)的軸承（主機(jī)吸氣端軸承）要承受比原來(lái)大2倍以上的力，所以軸承及油封壽命比原來(lái)降低2倍以上。
2、維修保養(yǎng)麻煩：由于主機(jī)陽(yáng)轉(zhuǎn)子與永磁電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子采用一體軸，在主機(jī)維修保養(yǎng)或油封漏油時(shí)一定要先拆永磁電動(dòng)機(jī)才能拆主機(jī)，因?yàn)橛来烹妱?dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子是永磁體，永磁轉(zhuǎn)子有很大的磁力，取出需要有專業(yè)的操作人員和工具，另外油冷永磁電機(jī)拆卸前要先把電動(dòng)機(jī)里的油放干凈，拆除進(jìn)出油管，開(kāi)機(jī)前又得添加新油或把放出來(lái)的油過(guò)濾后重新添加，相當(dāng)繁瑣。
3、電機(jī)轉(zhuǎn)子先天性溫度高：由于主機(jī)陽(yáng)轉(zhuǎn)子與永磁電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子采用一體軸，主機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，排氣溫度80℃左右，高溫時(shí)排氣溫度100℃甚至更高，那么主機(jī)運(yùn)行時(shí)的溫度會(huì)通過(guò)直聯(lián)軸熱傳導(dǎo)到永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子溫度傳遞給電機(jī)機(jī)殼。
4、油品影響電機(jī)：空壓機(jī)由于各種原因出現(xiàn)排氣高溫時(shí)，那么進(jìn)入到電機(jī)的油溫度必然高，這將直接影響到電機(jī)散熱，電機(jī)散熱不良將會(huì)出現(xiàn)高溫退磁甚至消磁現(xiàn)象，電機(jī)如果有高溫保護(hù)的，那么空壓機(jī)高溫問(wèn)題不解決，電機(jī)就無(wú)法使用。另外空壓機(jī)市場(chǎng)上的潤(rùn)滑油質(zhì)量良莠不齊，一旦出現(xiàn)積碳結(jié)焦現(xiàn)象，那么永磁電機(jī)必然高溫，永磁電機(jī)內(nèi)腔清理又是一道難題。
IP65油冷型一體軸式永磁電動(dòng)機(jī)只要嚴(yán)格控制油品質(zhì)量，不嫌維修保養(yǎng)麻煩，還是有可取之處的。
IP54風(fēng)冷型分體軸式配獨(dú)立風(fēng)機(jī)永磁電動(dòng)機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)
主機(jī)與永磁電機(jī)通過(guò)接筒連接，通過(guò)聯(lián)軸器傳動(dòng)，主機(jī)與永磁電機(jī)非一體軸，而是各自獨(dú)立的分體軸，永磁電機(jī)尾部配有獨(dú)立風(fēng)機(jī)。
圖3 IP54風(fēng)冷型分體軸式配獨(dú)立風(fēng)機(jī)永磁電動(dòng)機(jī)
1、維修保養(yǎng)方便：分體式設(shè)計(jì)——主機(jī)與永磁電機(jī)通過(guò)接筒連接，通過(guò)聯(lián)軸器傳動(dòng)，主機(jī)維修保養(yǎng)時(shí)只拆主機(jī)，電機(jī)維修保養(yǎng)時(shí)只拆電機(jī)，互不影響，跟工頻空壓機(jī)一樣。
2、獨(dú)立風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)，散熱效果好，調(diào)速范圍寬：空壓機(jī)一旦啟動(dòng)，獨(dú)立風(fēng)機(jī)馬上運(yùn)行，由于電機(jī)的轉(zhuǎn)子與電機(jī)散熱風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)子不是一體軸，當(dāng)電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速或長(zhǎng)期低頻（低轉(zhuǎn)速）運(yùn)行時(shí)，獨(dú)立風(fēng)機(jī)仍然在額定轉(zhuǎn)速（最高轉(zhuǎn)速）下運(yùn)行，冷卻風(fēng)量不變，使電機(jī)散熱不受變頻調(diào)速影響，那么永磁電機(jī)的調(diào)速范圍比一體軸風(fēng)冷結(jié)構(gòu)的更寬。
3、防護(hù)等級(jí)高（IP54），能夠更好地適應(yīng)不同的用戶使用環(huán)境。
1、成本相對(duì)稍高：分體軸的風(fēng)冷永磁電機(jī)前后各有1個(gè)軸承，共2個(gè)軸承（軸承還需要維護(hù)），一體軸的沒(méi)有軸承；分體軸的風(fēng)冷永磁電機(jī)尾部配有獨(dú)立風(fēng)機(jī)，一體軸的沒(méi)有；分體軸的風(fēng)冷永磁電機(jī)有接筒、聯(lián)軸器，一體軸的沒(méi)有；
2、體積大，長(zhǎng)度長(zhǎng)：分體軸的風(fēng)冷永磁電機(jī)為細(xì)長(zhǎng)型結(jié)構(gòu)，另外再配上獨(dú)立風(fēng)機(jī)，相比一體軸的體積大而且長(zhǎng)度較長(zhǎng)。
3、電器故障點(diǎn)多1個(gè)：分體軸的風(fēng)冷永磁電機(jī)尾部獨(dú)立風(fēng)機(jī)需要單獨(dú)接線，會(huì)增加1個(gè)電器故障點(diǎn)。
IP54風(fēng)冷型分體軸式配獨(dú)立風(fēng)機(jī)永磁電動(dòng)機(jī)是目前市場(chǎng)上的主流（特別是160kW以上功率段），性能穩(wěn)定，優(yōu)缺點(diǎn)參半，總體評(píng)價(jià)為優(yōu)點(diǎn)大于缺點(diǎn)。
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