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实际上,如果为2MW级的低速同步永磁电机额定功率提升1%的效率,需要增加成吨的铜来降低绕组的电阻才可以达成,但是这又受到重量、成本、体积等多方面的制约,这使得大扭矩的直驱电机在电流更大的更高功率工作点上其效率快速下降。而对于低扭矩低电流的高速异步发电机而言,在保证经济性的前提下,将发电机额定效率提升至97%或更高并非难事。说到这里,你可能会理解超导技术对于低转速、大扭矩发电机技术革命性的意义了吧?
必须注意的是,发电机损耗的主要来源除了铜耗,就是铁耗,什么叫铁耗呢?众所周知,发电机工作的基本原理是导体切割磁力线产生电流,而磁场是靠一层层叠在一起的硅钢片传导磁力线来传导的,如下图所示。
在电机中使用的硅钢片示例
叠在一起的硅钢片越薄,其传导磁场的效率就越高。铁耗就是指磁场在传导的过程中产生的磁滞损耗和涡流损耗。
举一个理解铁耗的例子——电磁炉就是利用磁场传递中产生的涡流发热来加热食物,见下图。
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