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在工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用中，大多數(shù)泵和風(fēng)扇由交流感應(yīng)電動機驅(qū)動，“交流感應(yīng)電機”是一種依靠電流來轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子的異步電動機，轉(zhuǎn)矩是由轉(zhuǎn)子中的電流產(chǎn)生的，電流是由定子繞組的磁場通過電磁感應(yīng)產(chǎn)生的，轉(zhuǎn)子總是以低于磁場的速度旋轉(zhuǎn)。“永磁同步電機”依靠磁鐵來轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與永磁同步電動機的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速相同。

永磁電機必須使用驅(qū)動器

交流感應(yīng)電機可以在沒有變頻驅(qū)動器的情況下驅(qū)動泵或風(fēng)扇，通常在泵系統(tǒng)或風(fēng)扇系統(tǒng)中會安裝變頻驅(qū)動器，以提高系統(tǒng)效率。永磁同步電動機需要一個驅(qū)動器才能工作，不能在沒有驅(qū)動器的情況下運行。為了精確地控制永磁同步電動機的速度以滿足壓力、流量、體積等應(yīng)用要求，需要一個變頻器。一些新的變頻器已經(jīng)配備了永磁電機控制選項作為標(biāo)準(zhǔn)功能，允許操作員控制永磁電機來驅(qū)動風(fēng)機和/或泵送，效率更高。

與交流感應(yīng)電機相比，永磁電動機可顯著提高效率，永磁電機的滿載效率高于交流感應(yīng)電機，下面顯示了交流感應(yīng)電動機和永磁電動機兩種標(biāo)準(zhǔn)之間的效率范圍。

變頻驅(qū)動器不會提高電機效率，變頻驅(qū)動器有助于在運行速度范圍內(nèi)提高系統(tǒng)效率，因為大多數(shù)系統(tǒng)不會一直以最高速度運行。變頻驅(qū)動器有助于提高系統(tǒng)效率，因為它有能力降低電機、風(fēng)扇或泵的速度，而不是轉(zhuǎn)動閥門來節(jié)流泵或關(guān)閉阻尼器來阻止空氣流動。

上圖將10馬力1800轉(zhuǎn)/分永磁同步電機PMAC與高級交流感應(yīng)電機NEMA進行了比較，后者在100到500速度范圍內(nèi)以可變扭矩負載運行，在這兩種情況下，兩種電機的效率都會下降。在600轉(zhuǎn)/分時，NEMA優(yōu)質(zhì)電機效率從約90%降至約72%，PMAC從約94%降至83%，當(dāng)運行系統(tǒng)影響設(shè)備效率時，永磁電機已被證明比交流感應(yīng)電機具有更高的效率。

永磁電機的優(yōu)缺點

雖然交流感應(yīng)電動機更常見于電機驅(qū)動系統(tǒng)中，通常比永磁電動機解決方案體積更大，效率更低。雖然永磁電機解決方案往往具有較高的初始成本，但它們可以為更緊湊的機械封裝提供更小的尺寸，更重要的是，提供更高的效率。永磁電機往往比交流感應(yīng)電機更貴，比交流感應(yīng)電機更難啟動。然而，永磁電機的優(yōu)點包括更高的效率，更小的尺寸（永磁電機可以達到大多數(shù)交流電機尺寸的三分之一，這使得安裝和維護容易得多），并且在低速時能夠保持全扭矩。

趨勢正在轉(zhuǎn)變

永磁電機與變頻驅(qū)動器結(jié)合使用并不是全新的，設(shè)計工程師和設(shè)備所有者正開始為風(fēng)機和泵應(yīng)用安裝選擇更多的永磁電機解決方案，因為它們體積更小，效率更高，變頻驅(qū)動器需要有一個特殊的算法驅(qū)動永磁電機。現(xiàn)在，市場上有一些新的變頻驅(qū)動器，它們有一個內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)特性來控制永磁電機，而不需要額外的成本。隨著越來越多的變頻驅(qū)動器制造商開始增加永磁電機的高性能控制功能，用戶將傾向于安裝運行效率更高、封裝更小、成本更低的電機系統(tǒng)。