目前广泛使用的三相异步电动机效率较低，功率因数低，启动转矩倍数低，经济运行范围窄，其工作效率不高。永磁同步电动机与普通电动机相比，其效率和功率因数都有很大提高，此外还有结构紧凑，体积小，重量轻，噪音低的明显优势，使得其在额定负载时有明显的节电效果。本文介绍了我厂6kV磨煤机电机由三相异步电动机更换为高压永磁电机后经济效益的分析和比照。
高压永磁同步电动机是采用经适配性改进后三相异步电动机的定子，重新设计了铁芯内放置永磁体的转子，取消了转子结构中的励磁线圈，由永磁体提供恒定的永磁磁场。电机启动时，依靠定子旋转磁场与笼型转子绕组产生的旋转磁场相互作用，产生恒定的转矩，向外提供动力，实现电动机与机械设备之间的能量转换。
1高压永磁同步电动机参数
额定功率：kW~0kW
功率因数在额定负载时：≥0.9
电压等级：6kV，10kV
起动转矩倍数：≥1.7
额定负载时效率：≥96%
起动电流倍数：≤5.5
温升：≤45K
综合节电率：8%~15%
2高压永磁同步电动机与传统异步感应电机的区别
高压永磁同步电动机与三相异步感应电动机的定子部分基本一致，其主要区别是在转子部分，其转子采用实心结构，嵌置铜条启动笼型，预置磁体材料，由永磁体提供电机能量转换所需损耗大量的磁场，代替传统的转子绕组感应磁能来提供励磁，取消了电励磁集电环电刷以及励磁电源。
3高压永磁同步电动机改造后数据提取
试验中电量、电流、有功功率、无功功率的原始数据从热工控制机房电脑和控制柜上记录所得。
3.1试验电流记录数据
异步电机电流(单位A)：20~26A(均值23A)
永磁电机电流(单位A)：9~22A(均值15.5A)
结论:永磁电机降低了7.5A(降低了约32.6%)
3.2试验有功电量记录数据
异步电机有功电量：
在煤量均值为20.4T/h记录五台磨煤机有有功电量(kW)：kW,kW,kW,kW,kW
有功均值：P异步=.
永磁电机有功电量：
在煤量均值为20.4T/h记录五台磨煤机有有功电量(kW)：kW,kW,kW,kW,kW
有功均值：P永磁=.
备注：原异步电动机有功电量取值为2月22日至26日，永磁电机有功电量取值为4月20日至24日。
3.3试验无功功率记录数据
异步电机无功功率(单位kVar)：
.1kVar,,.8kVar,,.1kVar,,.7kVar,.5kVar,.6kVar,.3kVar,.2kVar
无功功率均值：.4kVar
永磁电机无功功率(单位kVar)：
11.7kVar,7.3kVar,8.4kVar,6.2kVar,14.4kVar,10.6kVar,9.4kVar,12.5kVar
无功功率均值：9.kVar
结论：经比较无功功率降低了.
备注：原异步电动机无功度数取值为2月27日配电室度数，每隔10分钟取值一次，永磁电机的无功读数取值4月19日配电室读数，每隔10分钟取值一次。
4节电计算
4.1数据处理原则
我厂磨煤机高压永磁电机改造后试验中，磨煤机电机工况一致，负载不变，所以计算数据按采集来的原始数据进行算数平均值计算，包括电流、有功功率、无功功率等，计算方案参照GB/T-6《三相异步电动机经济运算条件》进行。
4.2有功功率计算
由表一获取永磁电机的输入有功功率为P永磁=.kW
异步电机的输入有功功率为P异步=.kW
4.3无功功率引起的电网有功功率损耗计算
由表二获取永磁电机的输入无功功率为Q永磁=9.kVar
异步电机的输入无功功率为Q异步=.4kVar
永磁电机无功功率引起的电网有功功率损耗为：
P电网永磁=K·Q永磁=0.39kW(4.1)
根据GB/T-6《三相异步电动机经济运算条件》中的第6.4项规定，无功功率按无功经济当量折算成电网的有功功率损耗，无功经济当量按电网线路一次变压来考虑，此处K=0.04
异步电机无功功率引起的电网有功功率损耗为：
P电网异步=K·Q异步=9.kW(4.2)
4.4综合功率损耗计算
永磁电机引起的电网综合功率损耗为：
P综合永磁=P电网永磁+P永磁=.kW(4.3)
异步电机引起的电网综合功率损耗为：
P综合异步=P电网异步+P异步=.kW(4.4)
4.5综合节电率计算
由式(4.3)与式(4.4)可得到异步电动机与永磁电动机综合消耗功率之差为：
由以上计算得出:高压永磁同步电机的综合节电率节率为20.52%。
5结论
根据我厂磨煤机更换为高压永磁同步电机后对比试验所监测数据分析，该永磁同步电机运行稳定，质量可靠，运行温度较低，运行功率因数高，比原异步电机相比综合节电率达20.52%，具有比较宽的经济运行范围，节电效果显著，值得推广应用。
参考文献
[1]暨绵浩等.永磁同步电动机及其调速系统综述和展望.电气时代,5.
[2]徐生林等.永磁同步电机直接转矩控制的改进与仿真.机电工程,9.
本文转自《科技风》年9月（下）
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