永磁同步电机过载时的核心风险是永磁体永久失磁。其转子磁场由永磁体提供,定子绕组过载会产生远超额定的大电流,引发强烈的电枢反应,产生严重的去磁效应。若过载转矩过大或持续时间过长,去磁磁场可能超过永磁体的矫顽力,导致永磁体磁性永久衰减甚至完全消失。同时,过载会使电机损耗激增、温度升高,进一步加剧磁性能衰退,且这种损伤不可逆。
异步电机过载时的核心风险则是绕组绝缘损坏或烧毁。其转子磁场由定子磁场感应产生,过载时转差率增大,转子感应电流和定子电流同步激增,导致定、转子绕组铜损大幅上升,同时铁芯铁损增加,整体温度急剧升高。若温度超过绕组绝缘材料的耐受极限,会造成绝缘老化、开裂甚至击穿,严重时直接烧毁绕组,核心部件损伤集中于绕组和绝缘系统。
影响速度上,永磁同步电机在过载过程中性能衰减可能更迅速。当永磁体开始失磁时,转子磁场强度下降,导致电机输出转矩骤降、效率大幅降低,甚至出现 “失步”,导致振动、噪声激增,短时间内就可能丧失正常运行能力。异步电机在过载时性能衰减则相对渐进,随着过载程度增加,转差率增大,转子与定子磁场的相对运动加剧,转矩先接近最大转矩,若继续过载则转矩反而下降,最终因 “堵转”导致电流飙升。这一过程中,性能衰减是逐步发生的,通常不会突然失步,给保护系统留出的反应时间更长。
此外,永磁同步电机对保护系统的依赖性更强,由于失磁损伤不可逆,其控制器需快速响应过载信号,通过限频、限流切断输出,否则极短时间的严重过载就可能造成永磁体永久损坏。异步电机对保护系统的容错性更高,其最大转矩通常为额定转矩的 1.5-2.5 倍,短时过载一般不会立即造成致命损伤,保护系统有更充足的时间动作,降低烧毁风险。
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