永磁电动机节能
简述永磁同步电机的特点
简述永磁同步电机的特点
永磁同步电机是一种常用的交流电动机，它具有以下特点：
1、高效率：永磁电机的效率高于其它的电机，它比普通异步电动机效率高出25%～30%；
2、节能：永磁电机的功耗低，用同容量的永磁电机可以替代普通电动机，可以显著节省能耗；
3、无毒无害：永磁电机不排放有害物质，对环境无污染；
4、低噪音：永磁电机的噪音要比普通电动机低，环境要求高的场合更适合使用永磁电机；
5、安全可靠：永磁同步电机的转速随电流调节，加载时减速，安全可靠；
6、小体积：由于永磁电机的体积小，可以安装在空间有限的地方，更加方便使用。
- 1 -。
永磁电动机节能原理与事例
高效永磁电机的节能原
理
上图为普通三相异步电动机与高效永磁同步电动机的效率、功率因数对比图
1、从上图中可以看到普通三相异步电动机（感应电机）运行在额定负荷的
80%--100%时效率与功率因数还可以达到80%、0.8以上。
2、但当负荷运行到低于额定负荷的70%以下时效率与功率因数急剧下降。
3、许多工作场合（如油田抽油机、纺织、化纤、造纸、印染等动力源和矿山、
化工、建材类通用机械的配套电动机）由于负荷波动大，在设计之初就必须将电动机设计成较高功率，以防止负荷波动到最大时不能正常运行。
这些行业的电动机普遍运行在额定负载的60%左右。
从上图对比中可以查到永磁同步电动机的效率仍高于94%，功率因数仍高于0.95。
而三相异步电动机的效率低于70%，功率因数低于0.7。
4、以一台10型标准型游梁式抽油机为例。
配置一台37KW ，8极电机。
三相异
步电动机运行在60%额定负载时耗电为：37×0.6/0.7=31.7（KWH ）。
而永磁同步电动机同样在60%额定负载时耗电为：37×0.6/0.94=23.6（KWH ）。
每小时仅从效率方面就节能8.1（KWH ）。
以年运行5000小时，平均电价0.5元计算5000×8.1×0.5=20250元。
节能效果异常显著。
5、由于功率因数的提高，将不在需要投入无功补偿，就可以减小输电电流，进
而减小了输电线路上的功率损失。
永磁电机省电吗_永磁电机省电的原因是什么
永磁电机省电吗_永磁电机省电的原因是什么
永磁电机采用永磁体生成电机的磁场，无需励磁线圈也无需励磁电流，效率高结构简单，是很好的节能电机，随着高能的永磁体的发展，永磁电机目前已得到广泛应用。
本文首先介绍了永磁电机的结构与工作原理，其次阐述了永磁电机的优点，最后介绍了永磁电机省电吗？永磁电机省电的原因是什么以及永磁电机的发展趋势，具体的跟随小编来了解一下。
永磁电机的结构与工作原理在结构方面
电机基于磁场作为媒介为机械能和电能转换的电磁装置。
在运动机制中首先气隙磁场的电能量转换需要永久磁铁产生的气隙磁场，其次就是在集团内部进入电机绕组电流，但这需要两个特殊的绕组和相应的装置，并提供能量以维持电流的流动，总体电机由两部分组成，定子和转子。
电机在运行时固定部分称为定子，定子主要由硅钢冲压、绕组的三相对称分布，固定核心底盘和阀盖零件，如转子永磁磁轭和轴。
永磁磁轭，考虑磁轭是圆柱形的，在转轴上设置形成了永磁电机。
在原理方面
定子和转子的磁场相互作用在平面内产生两种相互垂直作用的电磁力，从而实现了电机的运动，并且电磁推力是永磁阵列产生的磁场与线圈阵列中的电流相互作用的结果。
当电磁转矩克服转子本身的惯性，以及永磁体的永磁电动机转子磁钢产生的阻尼转矩，电动机开始运动。
永磁电机的优点（1）效率高，环保节能
永磁电机是一种高效节能产品，与感应电动机相比，永磁电机不需要无功励磁电流，故能够大大的提高功率因数。
经大量统计计算，永磁电机比同规格热机的效率提高了2%～8%，并且还可以用较小容量的永磁电机替代较大容量的感应电机，较好的解决了能源浪费的问题。
长期使用这种产品，可以达到环保节能的目的。
（2）高效能。
55kw永磁同步电机100hz耗电
55kw永磁同步电机100hz耗电我曾经有幸亲眼目睹一台出色的55kw永磁同步电机，它以其高效能和稳定性而闻名。
这台电机在100hz的频率下运转，为各种工业应用提供动力。
在这篇文章中，我将详细介绍它的耗电情况，带您一起深入了解这个令人着迷的设备。
让我们来了解一下永磁同步电机的特点。
与传统的感应电机相比，永磁同步电机具有更高的效率和更低的能耗。
这得益于其内部的永磁体，它产生强大的磁场，与电流产生的磁场相互作用，从而产生转矩。
这种机制使得永磁同步电机在转换电能为机械能时能够更加高效地工作。
在100hz的频率下，这台55kw永磁同步电机的耗电情况是令人印象深刻的。
它以高效能而闻名，能够在较低的功率损耗下提供强大的动力。
这意味着它能够在长时间运转的情况下，保持较低的能耗，从而为工业生产提供了可靠的动力支持。
当然，这款电机的耗电情况受到多种因素的影响。
例如，负载的大小和性质、运转时间的长短、环境温度等都会对其耗电量产生影响。
因此，在实际应用中，我们需要根据具体情况进行合理调节和优化，以最大程度地降低能耗。
总的来说，55kw永磁同步电机在100hz的频率下具有出色的耗电表现。
它以其高效能、稳定性和可靠性而备受推崇。
这款电机不仅为工业生产提供了强大的动力支持，还为环境保护做出了贡献。
通过减少能耗，我们可以更加节约资源，降低对环境的影响。
希望通过这篇文章，您对55kw永磁同步电机在100hz频率下的耗电情况有了更加清晰的了解。
无论是在工业生产还是在环境保护方面，这款电机都扮演着重要的角色。
相信随着科技的不断进步，我们将能够设计出更加高效能的电机，为人类创造更美好的未来。
永磁电机节能的措施
永磁电机是一种采用永磁体励磁的电动机，相比于传统的电励磁电机，永磁电机具有更高的效率和节能效果。
以下是一些永磁电机节能的措施：优化设计：优化永磁电机的设计是实现节能的关键。
通过合理的电磁设计、结构设计和热设计，可以减小电机的体积、重量和损耗，提高电机的效率。
选用高性能的永磁材料：高性能的永磁材料能够提高永磁电机的磁场强度和效率，从而降低能耗。
降低损耗：降低永磁电机的损耗是节能的重要手段。
通过改进电机设计、优化控制策略等措施，可以有效地减小电机的铁损、铜损和机械损耗。
应用变频技术：变频技术可以实现对永磁电机的精确控制，使电机在不同工况下都能高效运行，从而达到节能效果。
优化控制系统：优化永磁电机的控制系统，根据实际工况调整电机的运行参数，可以有效地提高电机的运行效率，降低能耗。
维护保养：定期对永磁电机进行维护保养，保证电机的正常运行，避免因机械故障或电气故障导致的能耗增加。
总之，永磁电机节能的措施可以从多个方面入手，包括优化设计、选用高性能的永磁材料、降低损耗、应用变频技术、优化控制系统和维护保养等。
这些措施可以提高永磁电机的效率，降低能耗，从而实现节能目标。
永磁同步电机能效等级
永磁同步电机能效等级
永磁同步电机是一种高效率的电机类型，其能效等级通常根据国际标准IEC 60034-30-1进行评定。
根据该标准，永磁同步电机的能效等级分为以下几个级别：
IE1级：标准效率级别，通常为传统的非高效电机，效率较低。
IE2级：高效级别，相对于IE1级，具有更高的效率。
这些电机在节能方面有一定的改进。
IE3级：超高效级别，相对于IE2级，具有更高的效率。
这些电机在节能方面有显著的改进。
IE4级：超高效级别，是目前最高的能效等级。
这些电机在节能方面具有最佳的性能，效率非常高。
根据欧洲联盟的要求，从2017年开始，欧洲市场上销售的三相电机功率范围为0.75千瓦至375千瓦的电机必须符合IE3级或更高的能效等级。
而在中国，根据《电动机能效限定值及能效等级》标准，从2019年开始，销售的三相异步电动机功率范围为0.75千瓦至375千瓦的电机必须符合IE3级或更高的能效等级。
需要注意的是，永磁同步电机由于其自身的设计和特性，通常具有较高的效率，因此在实际应用中，往往能够达到IE4级或更高的能效等级。
这使得永磁同步电机成为许多领域中的首选电机类型，以提高能源利用效率和降低能源消耗。
刍议永磁同步电机的节能改造分析
刍议永磁同步电机的节能改造分析摘要：随着电力电子技术、微电子技术、新型电机控制理论和稀土永磁材料的快速发展,永磁同步电机得以迅速的推广应用。
根据科学技术进步极大地推动了同步电机的发展，本文就针对永磁同步电机的节能改造进行了简要探讨，以供参考。
关键词：永磁同步电机；节能改造随着《中国制造2025》的贯彻和实施，我国工业也面临着由大国向强国的全面转型升级。
生产设备高速化、智能化、自动化日新月异，节能减排、绿色发展新举措、新方法、新装备不断涌现。
节能降耗将成为企业管理的重要课题。
通常设备的良好运行和节能新技术、新工艺、新理念的运用，会给企业降低成本、提高竞争力带来意想不到的效果。
电机是所有设备重要组成部分，电机本身的节电效果直接影响设备的运行效益。
1永磁同步电动机的简述永磁同步电动机就是指采用永磁体代替通电线圈励磁的电机。
由于永磁电机的转子是永磁体，所以永磁电机发展与永磁材料的发展密不可分。
虽然之前有很多关于永磁电机的研究，但直到铷铁硼的出现，才使得永磁电机真正被人们重视，也才使得永磁电机真正被各行各业所采用。
近年来，随着电力电子技术、微电子技术、新型电机控制理论和稀土永磁材料的快速发展，永磁同步电机得以迅速推广应用。
与传统的电励磁同步电机相比，永磁同步电机、特别是稀土永磁同步电机，具有损耗少、效率高、节电效果明显的优点。
永磁同步电动机以永磁体提供励磁，使电机结构较为简单，降低了加工和装配费用，省去了容易出问题的集电环和电刷，提高了电机运行的可靠性；又因为无需励磁电流，没有励磁损耗，提高了电机的效率和功率密度，因而是近几年研究较多、并在各个领域中应用越来越广泛的一种电机。
在节约能源和环境保护日益受到重视的今天，对其研究就显得非常必要。
2永磁同步电机与异步电机的分析2.1永磁同步电机节电的机理永磁同步电机与异步电机的损耗对比表1所示。
其中定子铜耗变化原因是定子电流减少，I2R减少；转子铜耗的变化原因是永磁电机同步运转，无滑差；定子铁耗的变化原因是永磁电机采用了低损耗矽钢片；转子铁耗的变化原因是永磁电机同步运转，无滑差；励磁铜耗的变化原因是励磁动率电磁钢提供；杂散损耗的变化原因是永磁电机单边气隙大；风摩损耗的变化原因是永磁电机温升低，可使用节能风扇。
永磁同步电动机的节能计算
流量表测试流量。两条出水管汇总为一个总管道,
5 并有一个压力表测试总压力。 台电机的分布和出 1 水管布置图，如图 所示。
2021.No.2
永磁同步电动机的节能计算
设计与研究
图1电机分布和出水管布置图
为了确保数据的准确性，采用进口质量仪对电机
$P = P3-<==587.8 -581.5 =6.3 kW 无功节电： $Q=Qe -?= =379.7 -118. 1 =261.6 kvar —12 —
综合节电：
$P@ =$P+Kq c$q
= 6.3 +0.04 x261.1 =16.75 kW 综合节电 ：
$E =___________ @ P3 +AQ XQg
机的节能情况'5T，现场运行的髙效电机和永磁电
机的额定参数如表2所示。 髙效电机有功功率：
Pg
Mx 10 x40.4 x0. 84 =587. 8 kW
Qg =>^t/N/Nsin^N
=V3 xlO x40.4 x0.543 =379.7 kvar
表2电机额定参数
项次 型号 额定电压UNkV 额定功率P/kW 功率因数cosCn 效率!% 额定电流//A
=52 650 元。
该综合节电 为 异步电机带无
的节电率,为了计算电机的综合节电率，电机 无
进行。数
永磁电机比不带无 偿
的 异步电机无 节电 202 kiae, 算为
损耗0. 04 x202 = 8.08 kW,此状态的综合节电量为 12 -6. 1 +8. 08 =13.98 kW,综合节电率为 2. 50%。
高效高压永磁同步电动机通过节能鉴定
品节能效 果显著 ， 整体 技术达 到国际先进水平
山西 北 方 机 械 制 造 公 司 自 ２ ０ ０ ８年 开 始 研 制
元人 民币 。 计划 ２ ０ １ ４年 ５月建成投 产
高 效 高 压 永 磁 同 步 电 动 机 ．历 经 艰 难 探 索 ． 对
２ ０ ０ ｋ Ｗ一 ８ ０ ０ ｋ Ｗ 中 大 功 率 永 磁 同 步 电动 机 进 行 重
色化 改 造 技 术 导则 和 产 品技 术 标 准 ：研 究 绿 色 建 和煤 矸石 在 隧道窑 中烧 砖 以后产 生余 热发 电 ． 每小
筑物 联 网系 统 关键 技 术形 成 相 关技 术 集 成 ．包 括 时 发 电量达 到 ｌ Ｏ ０ ０ ｋ Ｗ／ ｈ ．由此 该项 目成 为 国 内第 建 筑 能耗 监 测 （ 暖通 空 调 系统 、 太 阳能系统 、 照 明 等 ：同时 完 成适 用 于 既有 建 筑 绿 色化 节 能 改 造保
能技术鉴 定会 ． 中 国工程 院 院士唐任远 等 １ ３位 权威 南 京双 阳机 械厂 、 中杨 窑 炉公 司 、 济 南金 牛公 司 、 开
专家严格 鉴定 ．认为 中国兵器 工业集 团山西北 方机 封 欧帕 公 司和重 庆大 鼎风机 厂 等 国 内知 名企 业 ． 将 械制造有 限公 司研制 的高效高压 永磁 同步 电动 机产 为该 项 目提供 精 良的装备 本 项 目总 投资 ６ ０ ０ ０万
该 项 目通过 调 研 测试 北 京 市 典 型 绿 色 建筑 及 期 工 程 洗选 煤 泥获 得 精 细 煤 （ ７ ０ ０ ０ ｋ ｃ ａ ｌ ／ ｋ ｇ ） 粉 的废 京市 既 有绿 色建 筑 的测 评 方 法 与标 准 ．提 出 针 对 干燥 室技 术 ． 生 产孔 洞率 大 于 ４ ０ ％的烧结 自保 温砌 北 京 实 际情 况 的既 有建 筑 绿 色 化改 造 的评 价 方 法 块 。 生产 线还 采用 了机器人 自动 化码坯 技术 、 ９ ． ２ ｅｘ ｒ 和政 策 建议 ．以及 适宜 于北 京地 区 的既 有 建筑 绿 １ ５ ７ ｍ 隧道窑 、 自动卸砖 等 技术 措施 ， 并 且利 用 煤泥
浅谈某铁矿永磁电机节能改造方案设计
，，一●ｔ－，§鼻 ／，＋一ＵｌｔＨ“
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盘善≤≥毫攀 ，一－—＝！一彳一
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图１永磁电机与异步电机的输出特性比较 ２．４变频起动与远程控制 使用了变频驱动后。不但可根据工况
（待料或上料）任意改变电机频率达到调 速目的，还可实现软启动软停车，启动电 流只有额定电流的１．Ｏ倍。避免了对设备 和电网的冲击。可以实现任何远程控制以 及远程监控、远程数据采集：变频器内置 ＲＳ４８５接口。采用ＭＯＤＢＵＳ通讯协议与 ＤＣＳ系统通讯。可以在变频器操作界面上 直接显示、设定、修改运行参数，操作更 加方便、快捷、调频精度高。
永磁电机
永磁电机系列永磁电机采用永磁体生成电机的磁场，无需励磁线圈也无需励磁电流，效率高结构简单，是很好的节能电机，随着高能的永磁体的发展，永磁电机目前已得到广泛应用。
本栏介绍了永磁电机的几种主要形式，对目前流行的无刷直流永磁电动机作了较详细的介绍。
永磁直流电机永磁直流电机是用永久磁体来建立电机所需的磁场，无需另用电源进行励磁。
在电动机课件栏目里，在介绍电动机原理时磁场是永磁体产生的，那个八槽直流电动机原理模型是用一个U形永久磁铁来产生磁场。
在过去由于永磁体磁性能差，磁力弱又易退磁，只在一些出力小的电机中使用，多用在玩具与教学仪器中。
近十多年永磁电机得到飞快发展得益于永磁体的飞速发展，永磁直流电机也从玩具、仪器仪表、家电走向交通工具等大型电机。
永磁直流电机的工作原理、结构与普通直流电机相似，只是用永磁体磁极代替用电流励磁的磁极，本节介绍一个小型永磁直流电动机的结构，永磁直流发电机的基本结构与之相同就不再介绍。
这是一个四极直流电机，下图为电机的四个永磁体磁极，排列在同一圆周上。
钕铁硼是目前最好的永磁体材料，磁力非常强大、矫顽力很高，性能好的永磁电机多选用钕铁硼做磁极。
磁极固定在机壳内，机壳同时为电机提供磁路。
在下图中用蓝色的磁力线表示电机的磁路。
永磁电机不需励磁电流发热较少，但机壳为防铁粉污染多为密封，一般通过机壳外周多个散热片进行散热；端盖板延伸到机壳外兼做机脚，整个构成电机的定子机座，通过机脚来安装固定电机。
永磁直流电机的转子由转子铁芯，转子绕组、换向器、转轴构成，与普通直流电机的转子一样，有关内容请参考电动机课件栏目直流电动机一节。
电流通过电刷连接转子绕组，四极电机一般有四组电刷，一同装在刷架上，共同构成电刷组件。
下图显示了转子与电刷组件的相对位置。
把转子与电刷组件插入定子，如下图下图为合上端盖的永磁直流电机剖面图下图为永磁直流电机外观图。
盘式永磁直流电机盘式永磁电机的轴向尺寸较小，外形像圆盘一样。
举例永磁同步电动机的应用
举例永磁同步电动机的应用
永磁同步电动机是一种高效、节能、环保的电机，具有高效率、高功率密度、高精度控制等优点，因此在现代工业中得到了广泛应用。
以下是永磁同步电动机的几个主要应用领域：
一、电动汽车
随着环保意识的不断提高，电动汽车的市场需求也越来越大。
永磁同步电动机作为电动汽车的主要驱动电机之一，具有高效率、高功率密度、高精度控制等优点，可以提高电动汽车的续航里程和性能表现。
同时，永磁同步电动机还可以通过电机控制系统实现能量回收和制动能量回馈，进一步提高电动汽车的能效。
二、工业机械
永磁同步电动机在工业机械领域的应用也非常广泛，如机床、风机、水泵、压缩机等。
相比传统的感应电动机，永磁同步电动机具有更高的效率和更好的控制性能，可以提高工业机械的生产效率和质量。
三、家用电器
永磁同步电动机在家用电器领域的应用也越来越广泛，如洗衣机、空调、冰箱等。
相比传统的感应电动机，永磁同步电动机具有更高的效率和更好的控制性能，可以提高家用电器的能效和使用寿命。
四、航空航天
永磁同步电动机在航空航天领域的应用也越来越广泛，如飞机、卫星等。
相比传统的感应电动机，永磁同步电动机具有更高的功率密度和更好的控制性能，可以提高航空航天设备的性能表现和可靠性。
总之，永磁同步电动机作为一种高效、节能、环保的电机，具有广泛的应用前景。
随着技术的不断发展和应用领域的不断拓展，永磁同步电动机的应用前景将会越来越广阔。
永磁电动机节能原理
永磁电动机节能原理
永磁电动机节能原理：
1. 无励磁损耗：永磁电动机不需要外部励磁，相比于励磁电动机，无励磁损耗可以节约大量电能。
2. 高效能转换：永磁电动机的磁化过程非常高效，可以将电能转化为机械能的能力大幅提高，减少能量的浪费。
3. 优化设计：永磁电动机采用先进的设计和制造技术，包括轴承减摩、换向器减阻、磁材质优化等，使得整机自身的能耗降低。
4. 无涡流损耗：由于永磁电动机的转子磁场稳定且无感应电流，因此能够避免涡流损耗，提高了能源利用率。
5. 可调速运行：永磁电动机具有广泛的速度调节范围和高精度的控制性能，可以根据负载要求实现精确调速，降低能量的浪费。
通过使用永磁电动机，可以减少能源的消耗，提高整个系统的能效，实现节能目标。
永磁电动机节能
大的功率。 高启动转矩、高过载能力：根据需要，可以设计成高启动转矩（3-5倍）、高过载能力。 控制性能优良：永磁电动机控制方便，动态响应性能好。
节能明显：一般工业领域，替代高效异步电动机，系统节能5%～20%。
三、需要落实的两个问题
• 1、设计选型问题。 • 2、运行问题。 • 3、维修问题。
（2）转子
• 转子是电动机的旋转部分，由转子铁芯、转子绕组、转轴和风扇 等部件组成。与定子有1.0~4.0mm的气隙。
• 转子铁芯由硅钢片叠成的圆柱体，外表有槽，内放转子绕组， 转子铁芯也是磁路的一部分。装在用圆钢制成的转轴上，轴上 加机械负载。
• 鼠笼式转子绕组每个槽里有一根铜（铝）条，在铁芯两端槽口 处，有两个导电的端环把这些铜（铝）条连接起来，形成一个 短接的回路。如果去掉铁芯，形状就是一个老鼠笼子。
运行时由转子内嵌的永磁体提供磁场，结合定子旋转磁场来维持电动机同步
运行。
（1）电动机损耗分类
输出功率
输入功率
电机
运行损耗
定子导线
定子铁心
转子笼条
轴承风扇
其他
定子铜耗
铁耗
转子铜耗
机械损耗
杂散损耗
（2）永磁同步电机特点
损耗对比
35% 30% 27% 25% 25%
30%
25%
20% 20%
15% 10%
年经济效益（元）
需要投资（万元） 静态投资回收期（年）
按两用一备 232758.62 105590.06 考虑，年运 行6000小时 电价按0.6元 64799.17 141100.31 /kWH 30.00 54.00 4.63 3.83
3、性能特点
额定效率高，高效运行的负载范围宽：可达最新国标的I级效率（最高标准96.5）。 功率因数高：功率因数0.96以上，甚至呈容性负载，不需无功补偿。 电流小：较三相异步电动机，电流降低10%以上。 温升低：较三相异步电动机温升降低20K，设计温升相同时可以做成更小的体积、 更
异步电机永磁化的节能探索
异步电机永磁化的节能探索摘要：电机作为工业设备的主要动力源，其消耗近70%的工业电量，超过了50%的社会总用电量；在工业领域，风机、泵、压缩机、机床、传输带等是用电量最大的耗电设备，电机作为这些设备的驱动装置，但这些电机绝大多数为落后需淘汰的低能效异步电机。
尽管国家大力推广高效电机，但目前我国存量电机中高效电机的占比不足10%，而电机能效每提高一个点就可以节约用电近300亿千万时，加大高效电机的推广将有着重大的社会意义和经济效益；为更好的满足国家节能减排的要求，推广高效永磁类电机是行之有效的好方案，相比直接切换全新的永磁电机带来成本的较大增加，在感应电机基础上开展永磁化既降低了成本又提高了电机能效，可谓是一种全新的节能思路。
关键词：异步电机；节能减排；永磁化0引言永磁电机具有高功率密度、高转矩、低损耗等优点，其采用钕铁硼等强磁材料励磁，不需要外界能量即可维持其磁场，而异步电机则需要消耗额外电能进行励磁，永磁电机没有转子损耗，功率因数很高，运行电流明显低于异步电机，电机总损耗更小，很适合作为节能电机；而异步电机能效提升主要通过增加有效材料用量，采用高性能电磁材料，优化电磁设计，改善冷却，优化工艺，提高制造精度等方面实现，这明显增大电机尺寸和成本，通常情况下，同功率、同转速的永磁电机相比异步电机有着更小的体积。
异步电机、永磁电机在进行能量转换时，都是以电磁能的形式通过定转子之间的气隙进行传递的，两种电机在定子组件方面很类似，主要区别在于转子上面；那么，将现有感应电机的换装永磁转子，仍借用该异步电机的现有部件，实现异步电机永磁化，这将对电机高效化带来一场变革，因此在现有异步电机上面经改造辅之以永磁材料实现电机永磁同步化很具有验证意义。
本文以一台4极37kW水泵用异步电机为改造对象，首先对该电机完成测试获得电机改造前性能数据，然后利用该电机定转子等尺寸建立二维有限元仿真模型，其中转子部分开槽加入钕铁硼永磁材料，建立了异步电机永磁化仿真模型，并仿真计算电机性能参数，最后完成异步电机永磁化改造，对改造后电机进行测试，得出改造后效率提升数据，验证异步电机永磁化的可行性。
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（1）电动机损耗分类
输入功率
电机
输出功率
定子导线 定子铜耗
定子铁心 铁耗
运行损耗 转子笼条 转子铜耗 -
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一、永磁电动机和异步电动机的结构比较
• 1 、三相交流异步电动机的结构
• 异步电动机由两部分组成：固定部分（定子）和 旋转部分（转子）。
• （1）定子
• 定子是电动机的固定部分，主要用来产生旋转磁 场，它由基座、定子铁芯和定子绕组三部分组成， 定子固定定子铁芯（硅钢片），定子铁芯上缠绕 定子绕组，定子绕组为三相绕组，分Y和△两种接 线方式。
风摩耗下降
温升高 -
（4）结构特点
永磁电动机的外形和安装尺寸符合 相关国标、IEC标准，与同规格三相异 步电动机完全相同。永磁电动机与三相 异步电动机的区别在内部结构，最显著 的结构特点就是：转子内嵌高性能永磁 材料。图为永磁电动机结构剖视图。
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（6）节能对比分析
本次节能对比分析按照两个方案进行：
大的功率。 Ø 高启动转矩、高过载能力：根据需要，可以设计成高启动转矩（3-5倍）、高过载能力。 Ø 控制性能优良：永磁电动机控制方便，动态响应性能好。 Ø 节能明显：一般工业领域，替代高效异步电动机，系统节能5%～20%。
-
三、需要落实的两个问题
• 1、设计选型问题。 • 2、运行问题。 • 3、维修问题。
大的功率。 Ø 高启动转矩、高过载能力：根据需要，可以设计成高启动转矩（3-5倍）、高过载能力。 Ø 控制性能优良：永磁电动机控制方便，动态响应性能好。 Ø 节能明显：一般工业领域，替代高效异步电动机，系统节能5%～20%。
轴承风扇 机械损耗
其他 杂散损耗
（2）永磁同步电机特点
-
（3）节能原理
永磁电动机节能根源在于使用了高性能的磁性材料，原理如下图所示。
定子电流小
损耗降低，能效提高，实 现节能
永磁电机 电励磁电机
靠永磁体产生
励磁 磁场
靠电流产生
同步运转 转子无电流
温升低
定子电流大 有转差
转子有电流
损耗 大幅 降低
定子铜耗下降 转子铜耗降为0
永磁电动机节能
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永磁电动机的优点
Ø 额定效率高，高效运行的负载范围宽：可达最新国标的I级效率（最高标准96.5）。 Ø 功率因数高：功率因数0.96以上，甚至呈容性负载，不需无功补偿。 Ø 电流小：较三相异步电动机，电流降低10%以上。 Ø 温升低：较三相异步电动机温升降低20K，设计温升相同时可以做成更小的体积、 更
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（2）转子
• 转子是电动机的旋转部分，由转子铁芯、转子绕组、转轴和风扇 等部件组成。与定子有1.0~4.0mm的气隙。
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• 转子铁芯由硅钢片叠成的圆柱体，外表有槽，内放转子绕组， 转子铁芯也是磁路的一部分。装在用圆钢制成的转轴上，轴上 加机械负载。
• 鼠笼式转子绕组每个槽里有一根铜（铝）条，在铁芯两端槽口 处，有两个导电的端环把这些铜（铝）条连接起来，形成一个 短接的回路。如果去掉铁芯，形状就是一个老鼠笼子。
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（3）异步起动永磁同步电动机的结构
异步起动永磁同步电动机除转子上有永磁体 外,其他结构与鼠笼式异步电动机一致,还包括机 座、定子铁心、绕组、转子铁心、导条、转轴、 端盖等。
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2、三相异步电动机的工作原理
•（1）当三相异步电动机定子三相绕组中通入对称的三相交流电 时，在定子和转子的气隙中便产生旋转磁场。
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2000年出厂500kW电动机更换方案比较
更换方案 效率（%） 电机实际效率（%） 输入功率（kW） 电机实际耗电（kW）
年耗电（kWH）
原电机 92 89.8
556.79 56.79
340757.24
年经济效益（元） 需要投资（万元） 静态投资回收期（年）
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高效电机 永磁电机 备 注
95
96.8
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• （2）旋转磁场切割转子导体，在转子导体中产生感应电 势，由于转子导体两端被金属环短接而形成闭合回路， 因此在导体中就出现感应电流。
• （3）由于旋转磁场和转子感应电流的相互作用产生电动 力带动转子旋转。
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二、永磁电动机的优势
1、节能
永磁同步电机通常是采用新型转子结构实现异步启动同步运转的永磁电 动机，兼有感应电动机和电励磁同步电动机的特点。
①更新电机按照湘电公司保证的最低能效96.8%进行比较。
②经济效益分析按照现在直购电计度电价0.6元/kWh计算。
③本计算考虑无功按照
， 估算为15%。
④本次节能分析未考虑永磁电动机取消无功补偿部分。
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2017, 78, 34%
公司目前电动机年份图
2000, 27, 12%
2005, 40, 17%
2010, 87, 37%
根据电动机选型样本，2000年 前的主流电动机效率通常在 92%，2005年前主流电动机效 率通常在92.5%，2010年前主流 1 电动机效率通常在93%，2015 2 年前通常主流电动机效率94%。 3 近年发展起来高效电动机效率 4 可高达95%~96%，永磁电动机 甚至超过97%。 根据公司电动机统计的年份数 据，公司电动机额定效率平均 不超过93%。
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永磁电动机和异步电动机负荷-效率比较 图
水泵通常运行不在最佳工况， 电动机选型也有5%~10%的裕量， 加上电动机的序列取整，电动 机通常运行在额定功率的 80~85%左右。造成俗称大马拉 小车现象。 根据左图永磁电动机和异步电 动机负荷效率图可见，在负荷 偏差80%~85%左右，电动机效 率差在3%~2%左右。本次永磁 电动机节能选择按2.0%考虑。
92.8
96.6
538.7
232758.62 105590.06 考虑，年运
行6000小时
64799.17
141100.31
电价按0.6元 /kWH
30.00 54.00
4.63
3.83
3、性能特点
Ø 额定效率高，高效运行的负载范围宽：可达最新国标的I级效率（最高标准96.5）。 Ø 功率因数高：功率因数0.96以上，甚至呈容性负载，不需无功补偿。 Ø 电流小：较三相异步电动机，电流降低10%以上。 Ø 温升低：较三相异步电动机温升降低20K，设计温升相同时可以做成更小的体积、 更