永磁机构原理介绍
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永磁技术的工作原理是啥
永磁技术的工作原理主要有:
1. 利用两种不同磁性能材料的组合来产生永磁效应。
2. 一般是由硬磁性材料(如钕磁石)和软磁性材料(如铁)组合制成。
3. 硬磁性材料易被磁化,但残留磁性强,软磁性材料残留磁性弱。
4. 将软磁性材料做成闭合磁路,然后磁化硬磁性材料。
5. 硬磁性材料产生强大磁场,软磁性材料集中磁力线,形成稳定磁路。
6. 即使去除外加磁场,也可保持磁性,实现永磁效应。
7. 改变两种材料的组合和配比,可设计出不同性能的永磁体。
8. 利用永磁效应可制成各种电机、传感器、扬声器等部件,应用极广。
9. 还可用于磁悬浮列车、磁力螺丝起子、磁性珠宝等。
10. 永磁技术简单实用,应用前景广阔。
永磁机构原理
永磁机构是一种利用永磁材料产生磁场的装置,它可以将磁场用于各种应用,如电机、发电机、传感器等。
永磁机构的原理是基于永磁材料的磁性特性和磁场的作用原理。
首先,永磁机构的核心是永磁材料。
永磁材料是一种具有自发磁化特性的材料,它可以在没有外部磁场的情况下产生磁场,并且可以保持这种磁场长时间不衰减。
常见的永磁材料有铁氧体、钕铁硼、钴磁铁等。
这些材料具有较高的矫顽力和剩磁,使得它们可以产生较强的磁场。
其次,永磁机构利用永磁材料产生的磁场来实现各种功能。
在电机中,永磁机构可以产生旋转磁场,从而驱动电机转动;在发电机中,永磁机构可以产生感应磁场,从而将机械能转化为电能;在传感器中,永磁机构可以产生静态磁场,从而实现对磁场变化的敏感检测。
这些功能都是基于永磁材料产生的磁场所实现的。
另外,永磁机构的工作原理还与磁场的作用原理密切相关。
磁场是一种具有方向和大小的物理场,它可以对磁性物质和电流产生作用。
在永磁机构中,磁场可以通过永磁材料的磁化产生,并且可
以对周围的物质和电流产生作用。
这种作用可以通过磁力线的分布
和磁场的能量来描述,从而实现对物理过程的控制和转换。
总的来说,永磁机构的原理是基于永磁材料的磁性特性和磁场
的作用原理。
它利用永磁材料产生的磁场来实现各种功能,如驱动、转换和检测等。
因此,永磁机构在电机、发电机、传感器等领域具
有重要的应用价值,对于提高能源利用率和提升设备性能具有重要
意义。
永磁机工作原理
永磁机是一种利用永磁材料产生磁场,并通过磁场相互作用而实现能量转换的机械设备。
永磁机的工作原理可以简述如下:
1. 磁场产生:永磁机首先利用永磁材料,在其内部或外部产生一个稳定的磁场。
这种磁场可以通过将永磁材料置于磁化设备中进行处理,使得材料内部的微观磁性排列达到一定的规则和强度。
2. 磁场感应:当永磁机的转子或固定部分中存在其他导体或磁性材料时,这些材料会受到磁场的作用,产生感应电动势或磁力。
3. 能量转换:根据法拉第电磁感应定律,当导体或磁性材料受到磁场作用时,会产生感应电动势。
如果存在电路回路,感应电动势会产生电流流动。
根据磁力作用定律,磁场也可以对导体或磁性材料施加力,实现力与位移之间的能量转换。
4. 执行工作:通过上述能量转换,永磁机可以驱动或执行各种工作。
例如,永磁机可以驱动发电机发电,将机械能转化为电能;或者用于驱动电动机,将电能转化为机械能。
总之,永磁机通过永磁材料产生稳定磁场,并通过磁场相互作用,实现能量转换和执行工作的机械设备。
永磁机工作原理
永磁机是一种利用永磁体产生恒定磁场,通过电流与磁场相互作用来产生转矩的电机。
它的工作原理可以简单描述如下:
1. 永磁体:永磁机中使用的永磁体具有较高的磁能,可以产生稳定的磁场。
常用的永磁体材料包括钕铁硼(NdFeB)和钴磁体等。
2. 定子和转子:永磁机通常包含定子和转子两部分。
定子是静止不动的部分,而转子则是旋转的部分。
3. 磁场分布:定子中的永磁体产生的磁场分布在整个空间中,并与定子绕组上的线圈相交。
4. 线圈电流:在定子绕组中通入电流,产生的磁场与永磁体的磁场相互作用,导致转子受到力矩的作用。
5. 转矩输出:由于磁场的相互作用,转子开始旋转。
转子上的导体产生电动势,从而产生反向的转矩。
6. 磁场保持:不同于其他类型的电机,永磁机的磁场无需外部电源来维持,而是利用永磁体的特性来保持稳定。
总的来说,永磁机利用永磁体产生恒定的磁场,并通过线圈电流与磁场相互作用来产生转矩,从而实现机械能量的转换和输出。
这种机制使得永磁机具有高效率、高功率密度、启动性能好等优点,在许多应用领域得到广泛应用。
永磁同步电机控制系统结构原理
永磁同步电机控制系统由以下几个主要部分组成:
1.传感器:用于测量电机的运行参数,如转速、电流、电压等。
常用的传感器
包括转速传感器、电流传感器、电压传感器等。
2.控制器:根据传感器测量的数据,计算出电机的控制信号。
控制器的类型有
很多,常用的控制器包括矢量控制器、直接转矩控制器等。
3.执行器:将控制器的控制信号转换为电机能够接受的形式。
常用的执行器包
括逆变器、电机等。
永磁同步电机控制系统的结构原理如下:
●传感器测量电机的运行参数。
●控制器根据传感器测量的数据,计算出电机的控制信号。
●执行器将控制器的控制信号转换为电机能够接受的形式。
●电机根据执行器输出的控制信号进行运行。
永磁同步电机控制系统可以实现电机的速度、转矩、位置等参数的控制。
控制系统的性能将直接影响电机的运行性能和效率。
永磁同步电机控制系统的控制策略有很多,常用的控制策略包括:
●矢量控制:将电机的转子坐标系转换为定子坐标系,并在定子坐标系下进行
控制。
矢量控制具有良好的控制性能,可以实现电机的快速、精准控制。
●直接转矩控制:直接对电机的转矩进行控制。
直接转矩控制具有较高的控制
速度,可以实现电机的快速响应。
永磁机构工作原理随着电气化铁路运营里程的增长,高速、重载已成为电气化铁路发展的方向,这就要求牵引供电系统为电力机车提供更安全、经济、可靠和高质量的电能,自动过分相技术应运而生,但由于换相过程中极易产生过电压和合闸涌流,对牵引变压器的冲击很大,极大制约自动过分相技术的发展。
自动过分相转换装置的核心部件是真空负荷开关,而真空负荷开关的长寿命和可靠性是急需解决的问题。
从技术上讲,真空灭弧室技术的发展,使其电寿命大大增加。
其机械寿命从传统的两千次跃增为几万次,因此,与其配合的操动机构的机械寿命及可靠性成为较突出的问题。
传统的弹簧操动机构,结构复杂,零件数量多,且加工精度要求高;电磁机构虽然机构相对简单,零件数量少,但电源电压波动对合闸速度影响较大,操作电流大,无法调控分合闸速度和相位;使用寿命没有根本突破,对电力系统操作的过电压和合闸涌流的控制更无从谈起。
永磁机构采用一种全新的工作原理和结构,工作时主要运动部件只有一个,无需机械脱、锁扣装置,故障源少,可靠性较高,且使用寿命长,一般达十万次以上,同时控制分合闸相位,实现同步控制,从而减少过电压和涌流对系统的冲击,减少系统保护的投入,提高系统整体寿命。
因此永磁操作机构是智能选相真空开关的必然选择.1 永磁机构工作原理当该机构处于合闸位时,线圈中无电流通过,由永磁作用保持动铁心在上端。
分闸时,特定方向的电流通过操作线圈,该电流在动铁心上端产生与永磁体磁场相反的磁场,使动铁心受到的磁吸力减小,当动铁心受到的向上的合力小于弹簧的拉力时,动铁心向下运动,实现分闸。
当处于分闸位置,操作线圈中通过与分闸操作相反的电流。
该电流在静铁心上部产生与永磁体磁场方向相同的磁场,在动铁心下部产生与永磁体磁场相反的磁场,使动铁心下端所受到的磁吸力减小。
当操作电流增大到一定值时,向上的电磁合力大于下端的吸力与弹簧的反力,动铁心向上运动,实现合闸。
2 智能选相原理智能选相(同步关合技术)就是开关在电流或电压的过零点进行分、合闸操作,断路器分合闸时间的稳定性是实现同步开断的基本要求.由于永磁机构的机构简单,传动部件少,相对弹簧机构而言,其分合闸时间的分散性较小,有利于发展为同步关合的断路器。
永磁机构原理
永磁机构是一种利用永磁材料的磁力作用实现机械运动的技术装置。
其原理是通过永磁材料的磁力特性,使得构件之间产生磁力耦合作用,从而实现运动传递。
永磁机构的基本原理可以简单描述为:通过永磁体的磁力作用,将运动能量从一个构件传递到另一个构件。
永磁材料通常是由稀土磁体或钕铁硼等高磁性材料制成,具有较强的磁力。
在永磁机构中,通常会使用多个永磁体构成磁回路,以达到所需的磁力效果。
当永磁机构中的两个构件靠近时,由于永磁材料的磁力特性,它们之间会产生磁力作用。
这种磁力作用可以用来拉扯、推动或旋转构件,实现不同的运动功能。
通过控制永磁材料的磁场分布,可以调节磁力的大小和方向,从而实现不同的机械运动。
永磁机构的应用非常广泛,例如在电机、传感器、开关等领域。
相比传统的电动机,永磁机构具有结构简单、效率高、功率密度大等优点。
此外,由于永磁体自身具有较长的使用寿命,永磁机构还具有较高的可靠性和稳定性。
总之,永磁机构是一种利用永磁材料的磁力作用实现机械运动的技术装置。
通过永磁体的磁力作用,可以实现构件之间的能量传递和运动控制。
永磁机构具有结构简单、效率高、功率密度大等优点,广泛应用于各个领域。
永磁机构的结构及动作原理永磁机构的结构及动作原理1.概述自1961年研制成功第一台真空断路器以来,真空断路器的技术水平迅速得到提高。
随着新型触头结构和新材料的研制,真空断路器的开断能力不断提升,真空断路器作为控制和分配电能用的开关越来越广泛地应用于电力系统,并在中压领域保持着主导地位。
而作为真空断路器的主要元件——操动机构,也历经了几代的发展,从最初的电磁机构,发展到现在广泛应用的弹簧操作机构,以及现阶段正迈向成熟并逐渐普及的永磁操作机构。
真空断路器由于其真空电弧无与伦比的特性,使其电寿命大大增加。
其机械寿命从传统的两千次跃增为几万次,因此与其配合的操动机构的机械性能及可靠性就成了较为突出的问题。
2. 真空断路器的分析及其发展目前,国内外电力系统中使用的中压真空断路器品种繁多,型号众多,其特点各异,但概括起来从绝缘角度来讲有空气绝缘和复合绝缘,从总体结构上讲,有断路器和机构一体式和分体式(国内居多),从操动机构上讲作为中压产品主要是电磁机构和弹簧机构3. 操动机构的发展高压开关的一个最基本性能就是机械可靠性,电力运行和试验站的故障统计中表明,我国高压开关最突出的问题就是机械和绝缘问题,这与发达国家相比较为落后,在发达国家的先进公司,现在都纷纷提出并推出新一代免维护的电器产品。
我国高压开关设备要真正做到产品免维护仍然很难。
实际上,在产品设计上尽可能地简化结构,对提高产品的可靠性很有帮助。
断路器的全部使命,归根到底是体现在触头的分、合动作使,而分、合动作又是通过操动机构来实现的,因此操动机构的工作性能和质量的优劣,对高压断路器的工作性能和可靠性起着极为重要的作用。
最早的电磁机构,由于对电源要求较苛刻——需要专用的大容量电源屏供电,并且操作时冲击大,操作时间长,而逐渐被市场所淘汰,取而代之的是弹簧操作机构。
其利用交直流两用电动机对弹簧进行预储能,利用弹簧能进行分合闸操作,从而对电源要求低,交直流均可操作,对电源无冲击,因此在近些年得到广泛应用。
永磁同步电机控制系统结构原理永磁同步电机控制系统主要由控制器、永磁同步电机、检测装置等组成。
其结构原理如下:
1.控制器:控制器是整个系统的核心,负责接收指令和控制电机的运行。
控制器内部包含了控制算法和逻辑运算电路,可以对输入的指令进行解析和处理,并输出相应的控制信号。
2.永磁同步电机:永磁同步电机是系统的执行部分,负责将电能转换为机械能。
电机的定子部分包含多个线圈,可以通过控制电流的相位和大小来改变电机内部的磁场分布,从而驱动电机旋转。
3.检测装置:检测装置负责检测电机的位置和速度等信息,并将这些信息反馈给控制器。
控制器根据反馈信息调整控制算法,实现对电机的精确控制。
在运行过程中,控制器首先根据输入指令和电机状态信息,计算出电机的目标位置和速度。
然后,控制器输出相应的控制信号,驱动电机旋转并改变电流相位和大小,使电机旋转至目标位置并保持恒速旋转。
同时,检测装置实时检测电机的位置和速度信息,并将这些信息反馈给控制器。
控制器根据反馈信息调整控制算法,实现对电机的精确控制。
永磁同步电机控制系统具有高精度、高效率、高可靠性等优点,广泛应用于伺服系统、数控机床、电动汽车等领域。
永磁同步电机的结构和工作原理
永磁同步电机是一种采用永磁体作为励磁源,利用交流电源提供与转子匹配的交变磁场,通过电磁感应作用产生转矩的同步电机。
其结构主要由转子、定子和永磁体组成。
1. 转子结构
永磁同步电机的转子一般是由永磁体和转子芯片组成,永磁体主要有NdFeB、SmCo等材质,收集电流的感应环或导电环以
及轴承等组件。
2. 定子结构
永磁同步电机的定子由一个或多个相线圈、铁芯和支承套管等组成。
相线圈是电机进行电磁转换的核心部件,如三相永磁同步电机由三个线圈组成。
3. 永磁体
永磁体是永磁同步电机的关键部件,产生强磁场并与转子匹配,从而实现高功率和高效率的工作。
工作原理:
当三相交流电源加到永磁同步电机的三相定子线圈中时,三相电流在定子线圈中产生交变磁场。
当转子转动时,其磁极旋转,受交变磁场的作用形成一个感应电动势并导致感应电流流过转子。
由于永磁体的磁场一直恒定,转子磁极不断旋转并产生变化的磁场,从而与定子线圈的交变磁场相互作用产生转矩,驱动转子旋转。
由于转子旋转速度与定子的交替电流频率一致,因此称其为永磁同步电机。
断路器永磁机构特点及原理(总5页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除断路器永磁机构特点及原理摘要:断路器,作为电力系统中重要的控制、保护设备。
需要借助操动机构来可靠地完成断路器的分合闸操作。
近年来出现了一种新型的操作机构—永磁机构。
它采用了一种全新的工作原理和结构,相对传统的操动机构来说,具有更高的可靠性,因此备受关注。
关键词:断路器;永磁机构引言为了保证电力系统的安全运行,作为控制、保护元件的断路器必须能切断额定电流,开断关合短路电流,开合各种空载和负荷电路。
为了完成这些任务,断路器必须能及时可靠地分合动静触头,这要借助于操作机构来完成。
因此,操作机构的工作性能和质量优劣,直接决定了断路器的工作性能和可靠性。
近年来,伴随着电力电子技术的发展,出现了一种新型的操作机构—永磁机构。
它采用了一种全新的工作原理和结构,工作时主要运动部件只有一个,具有较高的可靠性,因此备受关注。
1 永磁机构的构成传统的操作机构有电磁操作机构和弹簧操作机构。
电磁操作机构结构较简单,但结构笨重,合闸线圈消耗功率很大。
弹簧操作机构由弹簧储能、合闸、保持合闸和分闸几个部分组成。
优点是不需要大功率的电源,缺点是结构复杂,制造工艺复杂,成本高,可靠性较难保证。
在借鉴了以上两种操作机构的优缺点的基础上,永磁机构进行了改进设计。
设计中使真空断路器分合闸位置的保持通过永久磁铁实现,取代了传统的机械锁扣装置。
这种磁力机构主要由永久磁铁和分闸、合闸控制线圈组成,当合闸控制线圈通电后,它使动铁心向下运动,并由永久磁铁保持在合闸位置;当分闸控制线圈通电,动铁心向反方向运动,同样由永久磁铁将它保待在另一个工作位置即分闸位置上,也就是说,该机构在控制线圈不通电流时它的动铁心有两个稳定工作状态,(合闸和分闸)。
也称双稳态电磁机构[1]。
永磁操动机构作为替代传统操动机构的一种新型机构,构成单元非常简单。
10kV真空断路器永磁机构工作原理一、概述10kV真空断路器是电力系统中常用的一种开关设备,用于在电路中断开或闭合电流,以保护电力设备和电网的安全运行。
在10kV真空断路器中,常采用永磁机构作为控制和操作装置,本文将介绍10kV 真空断路器永磁机构的工作原理。
二、永磁机构的作用10kV真空断路器中的永磁机构主要起到控制和操作断路器的作用。
其主要功能包括:1. 断路器的开启和闭合控制:永磁机构通过施加磁场来控制断路器的触头开闭,从而实现电路的断开和闭合。
2. 断路器的故障保护:永磁机构通过监测电流和电压等参数,可以及时判断电路中是否发生故障,从而保护断路器和电网的安全运行。
三、永磁机构的结构10kV真空断路器永磁机构通常由永磁铁、线圈、触头等部件组成,其中永磁铁是永磁机构的核心部件,其结构如下:1. 永磁铁:是永磁机构的主体部件,通常采用稀土永磁材料制成,具有较强的磁场稳定性和耐高温性能。
2. 线圈:用于控制永磁铁的磁场强度和方向,从而实现对触头的控制。
3. 触头:是断路器开闭控制的关键部件,通过永磁机构的磁场控制触头的状态,从而实现断路器的开闭操作。
四、永磁机构的工作原理10kV真空断路器永磁机构的工作原理主要包括两个方面:磁场产生和触头控制。
1. 磁场产生:当线圈通电时,产生磁场,该磁场作用在永磁铁上,使永磁铁产生磁化,形成较强的磁场。
2. 触头控制:永磁机构的磁场作用在触头上,控制触头的开闭状态。
当线圈通电时,通过改变线圈的电流方向和大小,可以调节磁场的强弱和方向,从而实现对触头的控制。
五、永磁机构的工作过程10kV真空断路器永磁机构的工作过程通常包括触头闭合和触头断开两个阶段。
1. 触头闭合:线圈通电,通过控制磁场的强度和方向,使触头闭合,电路接通。
2. 触头断开:线圈断电,使触头断开,电路断开。
六、永磁机构的应用与发展10kV真空断路器永磁机构由于其结构简单、可靠性高等优点,已经得到了广泛的应用,并在不断发展和完善中。
永磁机构原理
永磁机构是一种利用永磁材料产生磁场的装置,它可以将永磁材料产生的磁场转化为机械运动或者电能。
永磁机构的原理是基于永磁材料的特性,通过合理设计结构,实现磁场的控制和利用。
在工业生产和科学研究中,永磁机构被广泛应用于各种领域,如电机、传感器、磁力传动等。
永磁机构的原理主要包括永磁材料、磁路设计和磁场控制三个方面。
首先,永磁材料是永磁机构的核心部分,它具有在没有外部磁场作用下仍能保持自身磁性的特点。
常见的永磁材料有钕铁硼、钴磁铁等,它们具有较高的磁能积和矫顽力,可以产生较强的磁场。
其次,磁路设计是永磁机构的关键,通过合理设计磁路结构,可以使得永磁材料产生的磁场得到有效集中和传递。
同时,磁路设计还可以影响永磁机构的性能和效率。
最后,磁场控制是永磁机构实现功能的重要手段,通过外部电磁铁或者磁场调节装置,可以对永磁机构的磁场进行控制和调节,实现对机构的控制和运动。
在永磁机构的应用中,常见的永磁机构包括永磁同步电机、永磁直线电机、永磁传感器等。
永磁同步电机利用永磁材料产生的磁场和电流产生的磁场之间的相互作用,实现电能和机械能的转换。
永磁直线电机则是利用永磁材料在磁场中的相互作用,实现直线运动。
而永磁传感器则是利用永磁材料对外部磁场的敏感性,实现对磁场的检测和测量。
总的来说,永磁机构是一种利用永磁材料产生磁场实现机械运动或者电能转换的装置,它的原理包括永磁材料、磁路设计和磁场控制三个方面。
在实际应用中,永磁机构被广泛应用于电机、传感器、磁力传动等领域,为现代工业生产和科学研究提供了重要的支持和保障。
永磁机构控制器原理图永磁机构控制器是永磁同步电机系统中的重要部件,其原理图设计直接影响着整个系统的性能和稳定性。
在永磁机构控制器的原理图中,通常包括功率电路、控制电路和保护电路等部分,下面将对这些部分进行详细介绍。
首先,功率电路是永磁机构控制器中最为重要的部分之一。
在功率电路中,通常包括三相桥式逆变器和直流母线等组成部分。
三相桥式逆变器是将直流电源转换为交流电源的关键部件,通过对逆变器中的开关管进行合理的控制,可以实现对永磁同步电机的转速和转矩进行精确控制。
而直流母线则是连接逆变器和电机的纽带,其稳定性和质量直接影响着整个系统的性能。
其次,控制电路是永磁机构控制器中另一个重要的组成部分。
控制电路通常包括位置传感器、速度传感器和控制器等部分。
位置传感器和速度传感器可以实时监测电机的转子位置和转速,将这些信息反馈给控制器,通过控制器对逆变器中的开关管进行精确的控制,实现对电机的精准控制。
控制器则是整个系统的大脑,对传感器反馈的信息进行处理,并输出控制信号,实现对电机的闭环控制。
最后,保护电路是永磁机构控制器中不可或缺的部分。
保护电路通常包括过流保护、过压保护和过温保护等功能。
过流保护可以在电机过载时及时切断电路,保护电机和控制器不受损坏。
过压保护则可以在电机过电压时及时切断电路,保护整个系统的安全运行。
而过温保护则可以在电机温度过高时及时采取保护措施,防止电机过热损坏。
总的来说,永磁机构控制器的原理图设计直接关系到整个系统的性能和稳定性。
通过合理设计功率电路、控制电路和保护电路,可以实现对永磁同步电机的精准控制和保护,从而提高系统的可靠性和稳定性。
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永磁同步电动机的原理与结构详解来源 |防爆云平台近些年永磁同步电动机得到较快发展,其特点是功率因数⾼、效率⾼,在许多场合开始逐步取代最常⽤的交流异步电机,其中异步启动永磁同步电动机的性能优越,是⼀种很有前途的节能电机。
永磁同步电动机永磁同步电动机的定⼦永磁同步电动机的定⼦结构与⼯作原理与交流异步电动机⼀样,多为4极形式。
图1是安装在机座内的定⼦铁芯,有24个槽。
图1—定⼦铁芯与机座电机绕组按3相4极布置,采⽤单层链式绕组,通电产⽣4极旋转磁场。
图2是有线圈绕组的定⼦⽰意图。
图2--同步电动机定⼦绕组永磁同步电动机的转⼦永磁同步电动机与普通异步电动机的不同是转⼦结构,转⼦上安装有永磁体磁极,永磁体在转⼦中的布置位置有多种,下⾯介绍⼏种主要形式。
永磁体转⼦铁芯仍需⽤硅钢⽚叠成,因为永磁同步电动机基本都采⽤逆变器电源驱动,即使产⽣正弦波的变频器输出都含有⾼频谐波,若⽤整体钢材会产⽣涡流损耗。
第⼀种形式:图3左图就是⼀个安装有永磁体磁极的转⼦,永磁体磁极安装在转⼦铁芯圆周表⾯上,称为表⾯凸出式永磁转⼦。
磁极的极性与磁通⾛向见图3右图,这是⼀个4极转⼦。
图3--表⾯凸出式永磁转⼦根据磁阻最⼩原理,也就是磁通总是沿磁阻最⼩的路径闭合,利⽤磁引⼒拉动转⼦旋转,于是永磁转⼦就会跟随定⼦产⽣的旋转磁场同步旋转。
第⼆种形式:图4中,左图是另⼀种安装有永磁体磁极的转⼦,永磁体磁极嵌装在转⼦铁芯表⾯,称为表⾯嵌⼊式永磁转⼦。
磁极的极性与磁通⾛向见图4右图,这也是⼀个4极转⼦。
图4--表⾯嵌⼊式永磁转⼦第三种形式:在较⼤的电机⽤得较多是在转⼦内部嵌⼊永磁体,称为内埋式永磁转⼦(或称为内置式永磁转⼦或内嵌式永磁转⼦),永磁体嵌装在转⼦铁芯内部,铁芯内开有安装永磁体的槽,永磁体的布置主要⽅式见图5。
在每⼀种形式中⼜有采⽤多层永磁体进⾏组合的⽅式。
图5--内埋式永磁转⼦的形式下⾯就径向式布置的转⼦为例做介绍。
图6是转⼦铁芯,为防⽌永磁体磁通短路,在转⼦铁芯还开有隔磁空槽,槽内也可填充隔磁材料。
永磁发电机工作原理
永磁发电机是一种将机械能转化为电能的装置,其工作原理基于磁场的作用。
永磁发电机由永磁体和线圈组成。
永磁体通常采用强磁性材料,可以产生稳定的磁场。
线圈则由导线制成,固定在轴上,并放置在永磁体的旁边。
当机械能施加到发电机的轴上时,轴开始旋转。
旋转轴会带动永磁体随之旋转。
当永磁体旋转时,它的磁场也会随之旋转。
旋转的永磁体会引起线圈中的电流产生变化。
根据法拉第电磁感应定律,当磁通量发生变化时,线圈中会产生电动势。
于是,在永磁体旋转的过程中,电流在线圈中产生。
这个产生的电流可以用来驱动电器设备,或存储在电池中以备后用。
因此,永磁发电机实现了将机械能转化为电能的目标。
需要注意的是,永磁发电机需要外部的机械能源供应,以维持永磁体的旋转。
这意味着需要一个机械装置或其他形式的能量转换机构将机械能输入到发电机中。
总而言之,永磁发电机通过利用永磁体和线圈之间的相互作用,将机械能转化为电能。
这种发电机在可再生能源领域得到广泛应用,如风力发电和水力发电等。
永磁机构原理与性能
随着电力系统的技术发展及智能化进程,用户对开关提出了更高的要求,作为开关心脏的真空灭弧室、作为开关动力来源脉的操作机构、作为智能化开关大脑的控制器的长足进步,必将使开关面临一场令人激动的革命,以智能化的永磁真空断路器为代表、将这三者有机的整合,使开关设备的性能达到了前所末有的高度
永磁机构结构图:
我们的单稳态永磁机构
主要由动铁心、
定铁心、
钕铁硼稀土永久磁铁、
工作线圈、
驱动轴五部分组成
配用单稳态永磁机构断路器的总体配置方案示意图
双稳永磁机构态结构示意图
主要由动铁心、
定铁心、
钕铁硼稀土永久磁铁、
合闸线圈、
分闸线圈、
驱动轴6部分组成
驱动轴
合闸线
永久磁铁动铁芯
定铁芯
分闸线
配用双稳态永磁机构断路器的总体配置方案示意图
单稳态永磁机构断路器的工作原理:合闸:
•磁场产生的驱动力F磁= B2S/2μ
•合闸阻力:分闸簧F分簧=F分簧,
在主回路闭合后+F超程簧(=k2X)
•合闸运动条件:F 磁>F 分簧
•运动方程 F 磁-F 分簧 -(F 超程簧) =ma •机构闭合后F 磁= B 2S/2μ >F 分簧 +F 超程簧
控制器控制外部电路向线圈提供驱动电流,线圈电流产生的磁场与永久磁铁产生的磁场方向一致,相互叠加,随着线圈驱动电流的不
断增大,磁场产生的驱动力F=0
221 S B 逐渐变大。
当驱动力大于断路器提供的分闸保持力时,动铁心按照牛顿定律: F=ma 向合闸方向运动,并且驱动力随着磁隙的减小而急剧增大,该特点与断路器的机械特性完全吻合,最终将动铁心推到合闸位置。
此时切断线圈电源。
由于铁磁回路已经闭合,磁阻非常小,永磁驱动的磁场力已足以克服断路器的合闸保持力,无须线圈电流的磁场而完成合闸的锁扣过程。
永磁机构之前的操作机构依靠机械闭锁,半轴处的材料与扣接量对性能影响很大,目前尚无满意的解决方案。
材质硬;耐磨、易碎,材质软;不易碎、不耐磨,两方面的缺陷部分,都会造成扣接失败,尤其在35KV 的断路器,因为驱动力大、速度高,及操作频繁的场合,机构的可靠性已经使得用户苦不堪言。
由永磁机构原理图显而易见,永磁机构通过平面磁力吸合,从原理上彻底消除了该类问题,大幅度提高了机构的寿命。
分闸:
单稳态永磁机构
向线圈施加一个小电流,该电流产生的磁场与永磁体产生的磁场方向相反,削弱了铁磁回路的磁场,当磁力小于断路器的合闸保持力时,断路器合力推动机构动铁心向分闸方向运动,完成分闸过程。
双稳态永磁机构
向分闸线圈施加电流,该电流产生的磁场与永磁体产生的磁场方向相同,当磁力大于断路器的合闸保持力时,断路器合力推动机构动铁心向分闸方向运动,完成分闸过程。
与双稳态永磁机构断路器的比较
共同点
需要相同截面积、相同大小的磁场,以产生相同合闸保持力
单独一个磁回路需要占用一个固定的空间,单独两个磁回路需要占用两个固定的空间
相同驱动功率的线圈占有相同的体积与窗口面积
任何一个磁回路可以是矩形,也可以是圆柱形等
优缺点比较
单稳态优点;
减少一个磁回路及驱动线圈,即体积可以小近50%,即体积为双稳态机构的一半
分闸靠分闸簧力,与原弹簧、电磁机构相同,且不会停在中间状态,
分闸所需能量很少,可以轻松完成重合闸或合分,这点很重要,因为断路器就是要在合一个故障线路时立即切除
可以手动分闸,且性能不降低
单稳态缺点
分闸通电时,线圈磁场方向与永磁体方向相反,这一反向磁场达到一定程度会产生质变------反向退磁
双稳态优点
分闸、合闸是从两个线圈分别驱动,所以线圈磁场始终与永磁体产生的磁场方向一致,没有退磁的隐患
因为上述优点,可以不用控制器,而用直流接触器直接控制线圈的通断
双稳态缺点
机构体积大近一倍,铁、铜、重量大一倍,特别是运动部件质量也变大了
分闸因为速度要求高,线圈功率比合闸大一倍,完成重合闸或合分,对储能电容要求太高,后边的两个动作会在电压较低的条件下操作,速度达不到要求,特别是最后的一个动作—‘分’
当能量不足时有可能机构停留在既不是合闸也不是分闸的一个中间位置,这个缺陷对断路器也是致命的,
手动分闸难或复杂
两种机构缺陷的弥补
单稳态机构:为了克服反向退磁缺陷,需要配一个能够控制磁场范围的控制器,
双稳态机构:为了克服停留在中间位置的缺陷,需要配一个辅助分闸簧
永磁机构的优越性能
长寿命
——为您在频繁操作场合节省了4倍以上的投资费用,涉及到维修与调试,节省的费用更大
永磁机构10万次以上的寿命已为大多数人所信服。
而通常的10万次的机构寿命,并不能代表10万次的断路器寿命。
将包括灭弧室在内的断路器寿命提高到相匹配的10万次寿命,所花费的代价,所采用的技术复杂度,所要克服的难题,远非单纯的将机构寿命提高到10万次可比,它必须从控制原理出发,借助强大的智能控制器功能,使机械特性全程受控,使它既要符合断路器所要求的真空灭弧,绝缘恢复的原理,又要符合瞬态机械过程的受力原理,包括紧固件的松动等。
对每一台断路器的位移曲线、受力曲线、电流波形等参数由微机进行采集,进行人工智能分析处理,将结果通过通讯接口传到永磁机构智能控制器进行修正,获得最佳机械特性,对每个细节都做专业的处理,可以实现从机构寿命10万次向断路器寿命10万次的历史性的跨越。
免维修、少维护
——为您免除了麻烦及服务
高可靠
——为您节约了宝贵的有效工作时间
有时人们为了克服弹簧机构半轴的上述问题,常常调整较大的扣接量,以对付磨损,但脱扣需要更大的驱动力,常有脱扣电磁铁动作后没有驱动半轴,造成辅助开关没有转换,无法切断脱扣线圈的供电回路,而烧毁线圈的事故。
永磁机构通过位置开关信号与程序保护结合,可以确保线圈永不烧毁。
弹簧机构为了满足断路器的基本要求,设计了近200个零件,且对很多零件精度要求都较高,常因一个小零件而使整个机构功能失效,可靠性难以进一步提高。
永磁机构结构简洁明了,约由10个左右零件构成,所以可靠性很高。
出力特性:
真空断路器在合闸位置,按照所承受的短路电流大小,通常要求机构为每极触头提供3000~5000 N的压力以克服短路电流的电动排斥力,同时为分闸簧提供1000多N的分闸力。
弹簧储能原理决定了:初始出力大,随着弹簧能量的释放,出力逐渐减少,生产中常在没有核对弹簧寿命的情况下,通过增大弹簧拉伸量的方法提高出力。
而对于永磁机构的断路器来说,随着运动过程磁间隙的不断减小,出力逐渐增大,与真空断路器所需的理想特性基本吻合。
智能化
—简化了您的继电保护,并为您扩充功能留下了广阔的空间
宽广的电源适应范围:
电磁机构合闸时需要电源提供约50~120A的直流电流,弹簧机构通过弹簧储能系统(电机、减速箱等),低速储能,瞬间释放,因而只需5A以内的电源容量。
永磁机构通过电解电容储能,对电源容量的需求象弹簧机构一样,控制器通过现代电源技术的处理,用极高的效率,灵活的将外部不同高低、不同性质的电源,变换为设定的单一电源,使之适应同一种永磁机构。
而不需要用不同的机构线圈去适应不同的电源,便于现代化的生产,便于调试的一致性。
机械特性与在线检测:
永磁机构配置控制器,可以对断路器速度进行调控。
且通过调速可以方便的消除弹跳,通过调速可以提高构件及灭弧室的寿命,加设传感器,可以实现参数的实时检测,如机械特性、触头磨损量、操作次数、事故记录、以及同步开关的合闸精度与修正等。
智能控制:
控制器强大的CPU功能可以方便实现自动化保护功能,其实只要用户接受;永磁机构断路器本身就可实现既有开关柜所有的继电保护与控制功能。
可以实现:智能化永磁机构断路器=开关柜+断路器的控制和保护功能
而开关柜只提供母线室的功能,体积可大幅度减少。