各種永磁電機的優缺點
發布時間：2023年5月5日 |
文章來源：電機行業觀察 |
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將螺桿機頭的陽轉子的軸伸出機頭跟電機的轉子形成同軸連接。然后電機的定子與機殼固定在螺桿機頭的殼體上，形成電機與機頭的一體化。通過轉子上的自帶風葉經電機繞組與機殼的通風槽冷卻定子，如圖1所示。
2、由于主機陽轉子與永磁電動機轉子采用一體軸，故傳動效率為100%。
3、永磁電動機內無任何軸承，節約2個軸承成本，同時徹底告別軸承維護。
1、機體故障概率高：由于主機陽轉子與永磁電動機轉子采用一體軸，主機靠近電機側的軸承（主機吸氣端軸承）要承受比原來大2倍以上的力，所以軸承及油封壽命比原來降低2倍以上。
2、維修保養麻煩：由于主機陽轉子與永磁電動機轉子采用一體軸，在主機維修保養或油封漏油時一定要先拆永磁電動機才能拆主機，因為永磁電動機轉子是永磁體，永磁轉子有很大的磁力，取出需要有專業的操作人員和工具，拆裝麻煩。
3、低頻散熱差：永磁電動機轉子與冷卻風扇扇葉為集成一體式，當永磁電動機變頻調速或長期低頻（低轉速）運行時，扇葉隨電動機同步降速，冷風風量下降，導致低頻時散熱差，容易引起電動機高溫，甚至出現高溫退磁現象。
4、電機轉子先天性溫度高：由于主機陽轉子與永磁電動機轉子采用一體軸，主機正常運行時，排氣溫度80℃左右，高溫時排氣溫度100℃甚至更高，那么主機運行時的溫度會通過直聯軸熱傳導到永磁電機轉子，轉子溫度傳遞給電機機殼。
5、防護等級低：僅為IP23（2指的是直徑小于12mm的固體異物可以輕松進入永磁電動機，3指的是與鉛垂線成60°以上的濺水就會對永磁電動機造成損害）。
6、開式結構，壽命低：IP23防護等級永磁電動機為了保證電動機良好散熱，避免出現高溫退磁甚至消磁現象，只能設計為開式結構，而空壓機很多使用場合環境比較差，空氣中粉塵多、環境潮濕甚至含腐蝕性氣體等情況很容易導致電機使用壽命降低，尤其是含金屬的粉塵進入電動機將會嚴重影響磁線的分布，降低電機效率，甚至直接報廢。
以上6大劣勢使得IP23風冷型一體軸式永磁電動機存在很大潛在風險，慎用。
將螺桿機頭的陽轉子的軸伸出機頭跟電機的轉子形成同軸連接。然后電機的定子與機殼固定在螺桿機頭的殼體上，形成電機與機頭的一體化。經過冷卻器冷卻后的潤滑油優先進入油冷永磁電機的進油口用于冷卻永磁電機，經過換熱后的潤滑油從永磁電機出油口出來經過油過濾器過濾后再進入主機，如圖2所示。
1、由于主機陽轉子與永磁電動機轉子采用一體軸，故傳動效率為100%。
2、永磁電動機內無任何軸承，節約2個軸承成本，同時徹底告別軸承維護。
3、油的比熱是空氣的2倍多，故油的冷卻效果比空氣好，在保證永磁電動機同樣散熱情況下，油冷永磁電機設計時比風冷永磁電機體積小很多，結構更緊湊，材料成本更低。
4、油冷永磁電機定子與機殼之間為潤滑油腔道，潤滑油除了冷卻永磁電機外，還起到了隔音降噪的效果，故油冷永磁電機運行時噪音小。
5、防護等級高（IP65），能夠更好地適應不同的用戶使用環境。
1、機體故障概率高：由于主機陽轉子與永磁電動機轉子采用一體軸，主機靠近電機側的軸承（主機吸氣端軸承）要承受比原來大2倍以上的力，所以軸承及油封壽命比原來降低2倍以上。
2、維修保養麻煩：由于主機陽轉子與永磁電動機轉子采用一體軸，在主機維修保養或油封漏油時一定要先拆永磁電動機才能拆主機，因為永磁電動機轉子是永磁體，永磁轉子有很大的磁力，取出需要有專業的操作人員和工具，另外油冷永磁電機拆卸前要先把電動機里的油放干凈，拆除進出油管，開機前又得添加新油或把放出來的油過濾后重新添加，相當繁瑣。
3、電機轉子先天性溫度高：由于主機陽轉子與永磁電動機轉子采用一體軸，主機正常運行時，排氣溫度80℃左右，高溫時排氣溫度100℃甚至更高，那么主機運行時的溫度會通過直聯軸熱傳導到永磁電機轉子，轉子溫度傳遞給電機機殼。
4、油品影響電機：空壓機由于各種原因出現排氣高溫時，那么進入到電機的油溫度必然高，這將直接影響到電機散熱，電機散熱不良將會出現高溫退磁甚至消磁現象，電機如果有高溫保護的，那么空壓機高溫問題不解決，電機就無法使用。另外空壓機市場上的潤滑油質量良莠不齊，一旦出現積碳結焦現象，那么永磁電機必然高溫，永磁電機內腔清理又是一道難題。
IP65油冷型一體軸式永磁電動機只要嚴格控制油品質量，不嫌維修保養麻煩，還是有可取之處的。
主機與永磁電機通過接筒連接，通過聯軸器傳動，主機與永磁電機非一體軸，而是各自獨立的分體軸，永磁電機尾部配有獨立風機。
1、維修保養方便：分體式設計——主機與永磁電機通過接筒連接，通過聯軸器傳動，主機維修保養時只拆主機，電機維修保養時只拆電機，互不影響，跟工頻空壓機一樣。
2、獨立風機設計，散熱效果好，調速范圍寬：空壓機一旦啟動，獨立風機馬上運行，由于電機的轉子與電機散熱風機的轉子不是一體軸，當電動機變頻調速或長期低頻（低轉速）運行時，獨立風機仍然在額定轉速（最高轉速）下運行，冷卻風量不變，使電機散熱不受變頻調速影響，那么永磁電機的調速范圍比一體軸風冷結構的更寬。
3、防護等級高（IP54），能夠更好地適應不同的用戶使用環境。
1、成本相對稍高：分體軸的風冷永磁電機前后各有1個軸承，共2個軸承（軸承還需要維護），一體軸的沒有軸承；分體軸的風冷永磁電機尾部配有獨立風機，一體軸的沒有；分體軸的風冷永磁電機有接筒、聯軸器，一體軸的沒有；
2、體積大，長度長：分體軸的風冷永磁電機為細長型結構，另外再配上獨立風機，相比一體軸的體積大而且長度較長。
3、電器故障點多1個：分體軸的風冷永磁電機尾部獨立風機需要單獨接線，會增加1個電器故障點。
IP54風冷型分體軸式配獨立風機永磁電動機是目前市場上的主流（特別是160kW以上功率段），性能穩定，優缺點參半，總體評價為優點大于缺點。
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