永磁发电机 更新时间：2011-05-28 22:30

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永磁发电机是通过永磁体来产生励磁磁场的发电机，永磁体在电机中既是磁源，又是磁路的组成部分。所用之材料与马达是相同的,主要还是以铁心材料与永磁材料为主,其中两者对输出性能都具有相当大的影响力。

永磁发电机的特点

• 永磁式发电机省去了励磁式发电机的励磁绕组、碳刷、滑环结构，整机结构简单，避免了励磁绕组易烧毁、断线，碳刷、滑环结构，整机结构简单，避免了励磁式发电机励磁式发电机励磁绕组易烧毁、断线，碳刷、滑环易磨损等故障，可靠性大为提高。

  2 体积小、重量轻、比功率大

  永磁转子结构的采用，使得发电机内部结构设计排列得很紧凑，体积、重量大为减少。永磁转子结构的简化，还使得转子转动惯量减少，实用转速增加，比功率（即功率、体积之比例）达到一个很高的值。

  3 中、低速发电性能好

  功率等级相同的情况下，怠速时，永磁式发电机要比励磁式发电机的输出功率高一倍，也就是说，永磁式发电机的实际等功率等级的励磁式发电机。

  4 能显着地延长蓄寿命缩短。永磁式发电机的开头式整流输出对采用小电流脉冲充电，相同的充电电流充电效果更好，从而延长蓄电池的使用寿命。

  5 效率高

  永磁式发电机是一种节能产品。永磁转子结构免去了产生转子磁场所需的励磁功率和碳刷、滑环之间磨擦的机械损耗，使得永磁式发电机效率大为提高。普通励磁式发电机在1500转/分至6000转/分之间的转速范围内平均效率只有45%至55%，而永磁式发电机则可高达75%至80%。

  6 采用自启动式稳压器

  无需外加励磁电源。发电机只要一旋转就能发电。当蓄电池损坏时，只要发动机处于运行状态，汽车充电系统仍可工常工作。如汽车没有蓄电池，只要摇转手把或溜车，也可实现点火运行。

  7 特别适合于在潮湿或灰尘多的恶劣环境下工作

  8 无无线电干扰

  永磁发电机无碳刷、无滑环的结构，消除了碳刷与滑环磨擦产生的无线电干扰；消除了电火花，特别适合于爆炸性危险程度较大的环境下工作，也降低了发电机对环境温度的要求。

永磁发电机的技术要点

• 1 磁路结构和设计计算

  永磁发电机与电励磁式发电机的最大区别在于它的励磁磁场是永磁体产生的。永磁体在电机既是磁源，又是磁路的组成部分。永磁体的磁性能不仅与生产厂的制造工艺有关，还与永磁体的形状和尺寸，充磁机的容量和充磁方法有关，具体性能数据的离散性很大。而且永磁体在电机中所能提供的磁通量和磁动势还随磁路其余部分的材料性能，尺寸和电机运行状态而变化。此外，永磁发电机的磁路结构多种多样，漏磁路十分复杂而且漏磁通占的比例较大。铁磁材料部分又比较容易饱和,磁导是非线性的。这些都增加了永磁发电机电磁计算的复杂性，使计算结果的准确度低于电励磁发电机。因此，必须建立新的设计概念，重新分析和改进磁路结构和控制系统；必须应用现代设计方法，研究新的分析计算方法，提高设计计算的准确度；必须研究采用先进的测试方法和制造工艺。

  2 控制问题

  永磁发电机制成后不需外界能量即可维持其磁场，但也造成从外部调节，控制其磁场极为困难。这些使永磁发电机的应用范围受到了限制。但是，随着MOSFET，IGBT等电力电子器件控制技术的迅猛发展，永磁发电机在应用中可以不必进行磁场控制而只进行电机输出控制，设计时需要将钕铁硼材料，电力电子器件和微机控制三项新技术结合起来，使永磁发电机在崭新的工况下运行。

  3 不可逆退磁问题

  如果设计或使用不当,永磁发电机在过高(钕铁硼永磁)或过低(铁氧体永磁)温度时,在冲击电流产生的电枢反应作用下,或在剧烈的机械振动时有可能产生不可逆退(或叫失磁),使电机性能降低,甚至无法使用.因而既要研究开发适合于电机制造厂使用的检查永磁材料热稳定性的方法和装置,又要分析各种不同结构形式的抗去磁能力,以使在设计和制造时,保证永磁式发电机不失磁.

  4 成本问题

  由于稀土永磁材料目前价格还比较贵,稀土永磁发电机的成本一般比电励磁式发电机高,这需要用它的高性能和运行费用的节省来补偿.在设计时既要根据具体使用场合的要求,进行性能,价格的比较后决定取舍,又要进行结构工艺的创新和设计优化以降低成本.

永磁发电机与励磁发电机的比较

• 永磁式发电机：

  永磁式发电机结构简单，转子磁场大，无励磁绕组，无碳刷，无滑环，气隙大，无触点，整机唯一磨损部位是轴承。提高了产品可靠性，不用外接调节器，导磁体材料间距采用优化设计，减少了漏磁，使发电机怠速性能好，出电路足。

  励磁式发电机：

  励磁式发电机，怠速发电性能差，电瓶容易放完电；发电机转速在1500-6000转/分区间效率只有40%-50%，效率低，因转子存在励磁线圈，整机温升高；励磁式发电机还极易出现碳刷、滑环损坏等问题。

永磁发电机的前景

• 大功率发电机往往在豪华与超豪华空调车上使用.怠速时用电量较大,励磁式发电机只能通过增大主动轮与发电机皮带轮的速比来满足该要求,而永磁发电机优越的中低速发电性能正好能解决这个技术难题.

  车用空调安装在车的侧面,较接近地面,行驶过程中,灰尘,杂物易进入发电机体内,很容易造成励磁式发电机碳刷与滑环的接触增大,从而影响发电机的正常工作;而永磁发电机无滑环,无碳刷,定转子气隙大,特别适合于在这种恶劣的工作环境下工作.

  新一代的免维护蓄电池对充电电压精度越来越高,永磁发电机优越的发电性能和高精度的稳压技术,是解决电瓶亏电,延长蓄电池寿命的有效途径.