永磁同步电动机取代异步电动机的可能性

kaku2013

该贴虽始自2012年，但极具现实意义且至今仍有跟帖，我也谈一下粗浅认识。
非常同意Y1949b所述，但又有不同意见：
1）精度高是永磁同步电动机的最大优点。矢量控制算法使得同步电机具有与直流电机几乎相同的高精度。
以数控机床为例，进给轴几乎全部采用同步电机。
异步电机没有转差就没有转速输出，因而，控制精度和响应速度均低于同步电机。
精度不高的不用，这一点我不同意；我认为，实在无法接受其成本，则只好不用；
2）高速慎用。高速是退磁的一个主要原因，或许，随着技术进步，这个问题可以解决；
3）空间与质量要求较高的场合，优先选用。
同步电机采用永磁材料做磁极，带来较高的功率比率（或称质量比功率，一个影响运动快速性的重要参数）；
4）低速大扭矩时使用，这个观点不见得成立。低速大扭矩是异步电机的专利；
5）因为成本高，不用 。我觉得，成本至上是导致质量低下、甚至弄虚作假的主要原因。要想赶超先进水平，必须放弃成本最优原则；
6）永磁电机未来的隐患不是磁性材料的价格，而是专利所属。
上世纪九十年代，日本照相机行业被美国追讨专利费，前车可鉴。
磁性材料、锂电池等，或许都有此一虑……

kaku2013

kaku2013 发表于 2013-7-30 13:53
该贴虽始自2012年，但极具现实意义且至今仍有跟帖，我也谈一下粗浅认识。
非常同意Y1949b所述，但又有不同 ...

纠正：
“异步电机没有转差就没有转速输出”，打字错误，本意想说，没有转差就没有转矩控制需求，因而就没有转矩输出。

张老五

kaku2013 发表于 2013-7-30 13:53
该贴虽始自2012年，但极具现实意义且至今仍有跟帖，我也谈一下粗浅认识。
非常同意Y1949b所述，但又有不同 ...

说到底，还是一个成本和性能的平衡问题

kaku2013

张老五 发表于 2013-8-31 21:31
说到底，还是一个成本和性能的平衡问题

我可能有点咬文嚼字，我不太同意这是个“成本和性能的平衡问题”，我认为是一个面向不同市场需求的指导思想问题；
尽可能引导用户采用高质量、高精度的同步电机系统，因为他是提高产品质量的有力保障；
尽可能引导用户关注和考虑采用高水平产品，是促使民族工业品质提升的前提；
即使西莫电机论坛，也有热衷推举铝包铜线、铝代铜线一类的降低成本而损失品质的讨论帖，说明国人眼里过于重视成本而忽视品质；
为何目前假货比马季宇宙牌香烟时代猖獗百倍？与技术工作者随波逐流有很大关系；

张老五

kaku2013 发表于 2013-8-31 21:48
我可能有点咬文嚼字，我不太同意这是个“成本和性能的平衡问题”，我认为是一个面向不同市场需求的指导思 ...

这个恐怕不能这么说
更多的，还是用户的需求在推动
再者说了，就算是国外，按应用的数量来说，也还是以异步为主，似乎远没有到永磁可以取代异步的程度

kaku2013

张老五 发表于 2013-9-1 15:14
这个恐怕不能这么说
更多的，还是用户的需求在推动
再者说了，就算是国外，按应用的数量来说，也还是以 ...

同意你的观点，市场牵引是技术进步的推动力；
我的本意是，
需要高精度的领域，一定是同步机为主，如数控机床；普通应用则以异步机为主，如风机水泵；
国内机械行业、加工行业水平远逊于国外，电机应用是重要原因之一；
当然，我之前跟帖中语言也有偏颇，造假与产品低质量不应是同一概念；

萧何下马

学习了   不错

xwszjz

不会在所有应用场合被取代。各有特点和所长就不可能被取代。

watersigh

永磁电机的优势在于高功率密度，宽调速范围，高功率因数和高控制性能。
因此在注重空间和重量的航天领域，永磁完胜
注重控制性能和响应速度的数控和机器人，永磁完胜
在风机，水泵等需要调速的领域，永磁+变频优于异步+变频，可以具体计算节能量的回收期和电机的使用年限。
还有就是需要高功率因数的场合和存在大马拉小车和经常工作在轻载下的场合，油田和纺织行业，异步起动永磁完胜
不要把永磁+控制器跟单纯的异步机比，没有意义，光比这个就是扯淡
还有就是异步+减速器的场合，永磁直驱有一定优势和替代性
当然在大功率场合，永磁比异步的优势不这么明显
在异步电机占绝不大部分应用的今天，随着永磁电机解决自身的一些问题，如退磁。永磁电机会取代很大一部分的异步电机应用，当然不可能完全替代，具体场合具体分析。

张老五

watersigh 发表于 2013-12-10 15:20
永磁电机的优势在于高功率密度，宽调速范围，高功率因数和高控制性能。
因此在注重空间和重量的航天领域， ...

这个结论下太早了吧？
在应用最多（以耗电量来论）的工业场合，永磁的使用还不普遍，更何论及“取代”？

lzhliang75

现在的永磁同步电机最大的容量已经超过10MW了,但是只是用在特殊的领域,永磁同步电机的普及需要便宜的高性能永磁材料的出现才能实现,节能减排不知是口号,需要突破经济效益的限制才能成为现实.,对于大功率电机来说效率提高10%,即便是先有昂贵永磁材料的制成得电机，其运行一到两年节能带来的收益已经可以抵消设备成本增加的部分了。因此需要人们的观念的改变

lzhliang75

标准答案 发表于 2012-6-15 09:19
1 成本. 永磁材料价格飞涨;
2 启动. 即使用自启动永磁同步电动机,启动性能也不如异步电机;
3 控制. 一般 ...

永磁电机启动性能不佳已经是过去了，现在的技术唯一的不足是需要驱动器，而异步电机不需要驱动器，但是如果是大尺寸的电机可以设计成为一部启动模式的永磁同步电机尤其是凸极电机，这已经不是什么问题了。

lzhliang75

张老五 发表于 2013-12-10 20:10
这个结论下太早了吧？
在应用最多（以耗电量来论）的工业场合，永磁的使用还不普遍，更何论及“取代”？

在国外有些压缩机和多级离心泵已经应用了高速直接驱动的永磁同步电机，现在最大功率的压缩机20MW的永磁同步电机，效率达到98%，能节约大量的电能，但是这样的机器也曾经经进入国家12五的开发计划，但是到今天为止都没有看到进展的实物或者实施案例，我只在国外的海上油气项目中见到过这些设备的身影，也仅仅是2012年的事情，到国内可能需要5年以后了。希望国人能有突破

lzhliang75

张老五 发表于 2012-6-18 20:21
回复 23# 1-1-1

这个属于抬杠了，电动机运行在不同的转矩转速下特征条件下，其效率是一个动态值，所谓的标定的效率一定转速转矩特征下的效率特征，如果是变速运行或者变工况运行，其效率会有较大的波动范围，这个需要提醒大家注意，因为很少应用工况是不变的。

张老五

lzhliang75 发表于 2013-12-10 23:10
现在的永磁同步电机最大的容量已经超过10MW了,但是只是用在特殊的领域,永磁同步电机的普及需要便宜的高性能 ...

不用太大，500千瓦左右的异步机效率就可以达到95%左右，如何再提高10%？

lzhliang75

针对与，楼上张老五先生所述：如果效率评估只是在最佳效率点没问题,（也没有实际意义）异步电机能做到95%,甚至96%,如果变工况变速范围较大的时候，效率还是如此吗？我们要评估的效率不是某一点，而一段转速扭矩特征区间，范围越大其综合效率又如何呢？如果你不回答这个问题，就属于抬杠，我从来也没说过能提高20%，提高什么要看基数条件，如果是电机的调速变工况范围的异步电机能做到90%，也已经很高，另外就是功率因数的问题，变频器的问题，也需要消耗能量系统能效我们用统计学的方法去评估，这样比较有说服力。

张老五

lzhliang75 发表于 2013-12-11 09:54
针对与，楼上张老五先生所述：如果效率评估只是在最佳效率点没问题,（也没有实际意义）异步电机能做到95%, ...

自己才说过的提高10%，怎么转眼就忘了，不知道这算不算抬杠？你的10%有前提条件么？凭什么你条件也不给，就下个结论，我就不能这么说，就成了抬杠了？
至于效率区间，异步机的效率区间确实不如永磁机，但也并非只有在额定点上才有高效率。事实上异步机的最高效率出现在70%负荷点，一般来说，在50-100%的负荷区间效率都高于额定点。
在50%负荷以下，永磁机的效率确实要高于异步，可需要那么宽调速范围的负荷又有多少？其中代价能够挽回成本的又有多少？这些问题你回答清楚了，再来谈“永磁取代异步”这个话题，OK？
BTW，要说取代，并非有两个例子就能说明问题，至少先证明其有普遍意义再说。

lzhliang75

你的条件是90%基数,提高百分之10%,这是你设定的条件,我说的通常55KW以下异步电机的平均效率低于85%(负荷20-110%范围内),大容量的电机效率不提高发热问题都很难解决,如果是以MW为单位的电机,效率提高1%都很困难,就不更不可能是10%提高幅度，异步电机在MW级的容量下与永磁同步电机的平均效率差距小于3%。现在永磁电机肯定无法替代异步电机,不仅是今天就是再过几十年也是如此,我也是说在特殊领域永磁同步电机可以替代异步电机,不仅仅是效率的优势,还有其他的诸如经济效益的因素.如果要想在这种版面说清楚没有意义

张老五

lzhliang75 发表于 2013-12-11 13:04
你的条件就是90%提高百分之10%,这是你说的条件,我说的通常55KW以下异步电机的平均效率低于85%,大容量的电机 ...

第一，我可没说异步机只有90%的效率，是你说的，请不要编造他人的言论，好吗？
第二，谁说异步机的发热问题没法解决，现在满世界几千万台异步机，不也运行得好好的么？正常设计正常制造的异步机，温升都是符合标准的。
第三，麻烦你下结论时，自己先把条件说清楚，别什么都说一半，等被别人反驳了，再增加条件，还要说别人抬杠，OK？

watersigh

张老五 发表于 2013-12-11 13:18
第一，我可没说异步机只有90%的效率，是你说的，请不要编造他人的言论，好吗？
第二，谁说异步机的发热 ...

咱们讨论问题就好好讨论，像你总是抬杠就没意思了
到底能节能多少，只有去使用和实测后才能给出。效率到底高多少是10%还是20%，具体场合都不一样。但有一点永磁电机的效率比异步的高不可否认。当然那种恒速恒负载的，异步机的效率和效益肯定优于永磁加驱动或者异步启动永磁。永磁取代异步，是在局部领域，也是一个过程。
市场才是最终的裁决者
永磁电机产量和销量的逐年增加就是很明显的例子，不用我给数字吧。。。