永磁材料有多種用途。
①基于電磁力作用原理的應(yīng)用主要有:揚(yáng)聲器、話筒、電表、按鍵、電機(jī)、繼電器、傳感器、開關(guān)等。
②基于磁電作用原理的應(yīng)用主要有:磁控管和行波管等微波電子管、顯像管、鈦泵、微波鐵氧體器件、磁阻器件、霍爾器件等。
③基于磁力作用原理的應(yīng)用主要有:磁軸承、選礦機(jī)、磁力分離器、磁性吸盤、磁密封、磁黑板、玩具、標(biāo)牌、密碼鎖、復(fù)印機(jī)、控溫計(jì)等。其他方面的應(yīng)用還有:磁療、磁化水、磁麻醉等。
根據(jù)使用的需要,永磁材料可有不同的結(jié)構(gòu)和形態(tài)。有些材料還有各向同性和各向異性之別。
1、電壓的調(diào)節(jié)
自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)可以看成為一個(gè)以電壓為被調(diào)量的負(fù)反饋控制系統(tǒng)。無功負(fù)荷電流是造成發(fā)電機(jī)端電壓下降的主要原因,當(dāng)勵(lì)磁電流不變時(shí),發(fā)電機(jī)的端電壓將隨無功電流的增大而降低。但是為了滿足用戶對(duì)電能質(zhì)量的要求,發(fā)電機(jī)的端電壓應(yīng)基本保持不變,實(shí)現(xiàn)這一要求的辦法是隨無功電流的變化調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。
2、無功功率的調(diào)節(jié):
發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí),可以認(rèn)為是與無限大容量電源的母線運(yùn)行,要改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流,感應(yīng)電勢(shì)和定子電流也跟著變化,此時(shí)發(fā)電機(jī)的無功電流也跟著變化。當(dāng)發(fā)電機(jī)與無限大容量系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí),為了改變發(fā)電機(jī)的無功功率,必須調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流。此時(shí)改變的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流并不是通常所說的“調(diào)壓”,而是只是改變了送入系統(tǒng)的無功功率。
3、無功負(fù)荷的分配:
并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)根據(jù)各自的額定容量,按比例進(jìn)行無功電流的分配。大容量發(fā)電機(jī)應(yīng)負(fù)擔(dān)較多無功負(fù)荷,而容量較小的則負(fù)提供較少的無功負(fù)荷。為了實(shí)現(xiàn)無功負(fù)荷能自動(dòng)分配,可以通過自動(dòng)高壓調(diào)節(jié)的勵(lì)磁裝置,改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流維持其端電壓不變,還可對(duì)發(fā)電機(jī)電壓調(diào)節(jié)特性的傾斜度進(jìn)行調(diào)整,以實(shí)現(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行發(fā)電機(jī)無功負(fù)荷的合理分配。
這里主要講改變可控硅導(dǎo)通角的方法,它是根據(jù)發(fā)電機(jī)電壓、電流或功率因數(shù)的變化,相應(yīng)地改變可控硅整流器的導(dǎo)通角,于是發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流便跟著改變。這套裝置一般由晶體管,可控硅電子元件構(gòu)成,具有靈敏、快速、無失靈區(qū)、輸出功率大、體積小和重量輕等優(yōu)點(diǎn)。在事故情況下能有效地抑制發(fā)電機(jī)的過電壓和實(shí)現(xiàn)快速滅磁。自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置通常由測(cè)量單元、同步單元、放大單元、調(diào)差單元、穩(wěn)定單元、限制單元及一些輔助單元構(gòu)成。被測(cè)量信號(hào)(如電壓、電流等),經(jīng)測(cè)量單元變換后與給定值相比較,然后將比較結(jié)果(偏差)經(jīng)前置放大單元和功率放大單元放大,并用于控制可控硅的導(dǎo)通角,以達(dá)到調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流的目的。同步單元的作用是使移相部分輸出的觸發(fā)脈沖與可控硅整流器的交流勵(lì)磁電源同步,以保證控硅的正確觸發(fā)。調(diào)差單元的作用是為了使并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)能穩(wěn)定和合理地分配無功負(fù)荷。穩(wěn)定單元是為了改善電力系統(tǒng)的穩(wěn)定而引進(jìn)的單元 。
當(dāng)永磁同步電動(dòng)機(jī)的定子通入三相交流電時(shí),三相電流在定子繞組的電阻上產(chǎn)生電壓降。由三相交流電產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)電樞磁動(dòng)勢(shì)及建立的電樞磁場(chǎng),一方面切割定子繞組,并在定子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);另一方面以電磁力拖動(dòng)轉(zhuǎn)子以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。電樞電流還會(huì)產(chǎn)生僅與定子繞組相交鏈的定子繞組漏磁通,并在定子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)漏電動(dòng)勢(shì)。此外,轉(zhuǎn)子永磁體產(chǎn)生的磁場(chǎng)也以同步轉(zhuǎn)速切割定子繞組。從而產(chǎn)生空載電動(dòng)勢(shì)。為了便于分析,在建立數(shù)學(xué)模型時(shí),假設(shè)以下參數(shù):①忽略電動(dòng)機(jī)的鐵心飽和;②不計(jì)電機(jī)中的渦流和磁滯損耗;③定子和轉(zhuǎn)子磁動(dòng)勢(shì)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)沿定子內(nèi)圓按正弦分布,即忽略磁場(chǎng)中所有的空間諧波;④各相繞組對(duì)稱,即各相繞組的匝數(shù)與電阻相同,各相軸線相互位移同樣的電角度。