节能高效永磁电机代替异步电机原理好处有哪些？直流无刷电机怎么样？要配合矢量驱动吗？

节能高效永磁电机代替异步电机原理好处有哪些？直流无刷电机怎么样？要配合矢量驱动吗？

   节能高效永磁电机代替异步电机原理好处主要区别在电机效率和功率因数上，直流无刷电机目前也主要是用稀土永磁材料，也是一个很好的选择，永磁电机是要配合矢量驱动器一起使用可以达到最佳效果。

    电机效率和功率因数是两个不同的概念。电机的效率是指电机的轴输出功率与电机从电网吸取的功率之比，而功率因数是指电机的有功功率与视在功率之比。功率因数低会造成无功电流大；进而造成因线路电阻压降大，电压低。因线路损耗增加，有功功率增加。
功率因数低，电压和电流就不同步在流经过电机时就有无功电流，电机电流增加温度高扭矩低。对电机影响不大，主要直接电能损耗，对电网影响大。

高效永磁电机节能分析
1、二级能效的YX3电机比传统的三级能效Y2电机具有更高的效率和功率因数，而永磁同步电机比二级能效的YX3电机的效率和功率因数还要高，因此节能效果更好。
2、以铭牌功率22千瓦的永磁电机效率0.95，功率因数0.95和Y2电机效率0.9，功率因数0.85对比
Y2电机的输入电流:I=P/1.73×380×cosφ·η=44A
永磁电机的输入电流:I=P/1.73×380×cosφ·η=37A
消耗电流相差19%。
3、视在功率分析：
Y2电机P=1.732UI=29千瓦，永磁电机P=1.732UI=24.3千瓦，消耗功率相差19%。
4、部分负载能耗分析
Y2电机在80%以下效率下滑严重，功率因数下滑严重，永磁电机在20%～120%之间效率基本保持较高的效率和功率因数、
在部分负载时永磁电机比Y2电机具有很大的节能优势，甚至节能超过50%。
5、消耗无用功分析
Y2电机的无用功电流一般约为额定电流的0.5～0.7倍，永磁电机的功率因数接近1，无需励磁电流，所以无用功电流永磁电机与Y2电机相差50%左右
6、输入电机电压分析
经常检测到如果永磁电机替换了Y2电机后，电压会升高一般380V升到390V
原因：Y2电机功率因数低会造成无功电流大，进而造成因线路电阻压降大，电压低。永磁电机功率因数高消耗的总电流低，线路压降减少，就产生了电压上升的现象。
7、电机滑差分析
异步电机一般具有2%～6%的滑差，永磁电机滑差0%，因此在同等条件下永磁电机做工比Y2电机多出2%～6%
8、电机自损耗分析
22千瓦Y2电机效率90%自损耗10%，该电机连续运行一年自损耗2.2万千瓦以上，永磁电机效率95%自损耗5%，该电机连续运行一年自损耗1.1万千瓦左右，Y2电机自损耗是永磁电机的1倍。
9、功率因数国家奖惩表分析
Y2电机功率因数0.85，加收0.6%电费，功率因数大于0.95，减收3%电费，永磁电机替代Y2电机电费存在3.6%的价值，连续运行一年电力价值0.7万千瓦
10、能量守恒定律分析
功率因数是有用功和视在功率的比值，Y2电机功率因数低，吸收电力利用率差能耗高，永磁电机功率因数高，吸收利用率好，能耗低
11、国家能效标识分析
永磁电机一级能效：最节能电机
YX3电机二级能效：节能电机
Y2电机三级能效：耗能电机
12、从国家能效补贴分析
一级能效的电机国家补贴比二级能效的高很多，目的是从整个社会层面上节能，从而保证国家在世界上的竞争力。
在全局角度上来看如果普及使用永磁电机，整厂功率因数提高了，具有更高的全网电压，机器效率更高，更低的线损，更低的线发热。

国家规定功率因数在0.7-0.9之间的，每低于0.9的0.01就收0.5%，在0.65-0.7
间的每低于0.7的0.01就加收1%，在0.65以下的，每低于0.65的0.01就加收2%，假如用户的功率因数是0.6，那么就是（0.9-0.7）/0.01 X0.5% +（0.7-0.65）/0.01 X1% +（0.65-0.6）/0.01X2%=10%+5%+10%=25%

具体原理：
交流永磁同步电动机，转子无滑差，无电励磁，转子无基波铁、铜耗损。转子由于永磁体自带磁场，无需无功励磁电流，因此功率因数高，无功转子无基波铁、铜耗损。无功功率少，定子电流大幅下降，定子铜损耗大为减少。同时，由于稀土永磁电机的极弧系数大于异步电动机的极弧系数，当电压和定子结构一定时，该电机的平均磁感应强度比异步电机小，铁损耗小。由此可见，稀土永磁同步电动机是通过降低自身各种损耗而节能的，不受工况、环境等因素变化的影响。

永磁同步电机及直流无刷电机的特性

效率高
平均节电10%以上。
异步Y2电动机效率曲线，一般在60% 额定负载时下跌较快，轻载时效率很低。
永磁电动机效率曲线高而平，在20%~120% 额定负载时均处于高效率区。
经多个厂家不同工况现场实测，永磁同步动机的节电率在10~40% 。

功率因数高 接近1
永磁同步电机无需无功励磁电流，所以功率因数几乎为1（甚至容性），功率因数曲线和效率曲线高而平，功率因数高，定子电流小，进而降低定子铜耗，提高效率。
工厂电网可减少甚至取消电容无功补偿。同时永磁电机的无功补偿是实时就地补偿，使得工厂的功率因数更平稳，对其它设备的正常运行非常有利，减少工厂内电缆传输的无功损耗，起到综合节能的效果。

电机电流小
采用永磁电机后，电机电流明显下降，经实测，永磁电机和Y2电机相比，电机电流明显减少。 永磁电机无需无功励磁电流，电机电流大幅降低。减少了电缆传输中的损耗，等于扩大了电缆的容量，输电电缆经可以安装更多电机。
运行无滑差转速稳定
永磁电机是同步电机，电机的转速只与电源频率有关，2极电机，在50Hz电源下工作时，转速严格稳定在3000r/min。不丢转、无滑差、不受电压波动、负载大小的影响。
温升低15~20℃
与Y2电机相比，永磁电机的电阻损耗小，总损耗大大降低，降低了电动机的温升。经实测，在同等条件下，永磁电机的工作温度比Y2电机低15~20℃。

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自动化产品>>编织机--节能高速编织机走马机控制系统

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    1、节能降成本:节能超高速编织机采用最新高效永磁同步电机系统代替原来传统的三相异步电机+变频器，生产时电流小，长期运行处于高效率节能省电，同比国产异步电机节能20~30%。
    2、提速增产量:永磁驱动器转速可根据编织产品从低速到高速均可设置。根据现有市场使用终端老型编织机，现将最高转速设计为0~1900转，适应快速批量生产材料产品，大大提高了产品产量，原有老旧编织机韧性无须加固即可快速代替，方便老旧机型原机改造。
    3、控制可视化:系统支持加装集中视野管理24V控制工作提示灯，正常生产与故障停机红绿灯双色提示方便工人管理更多机台。系统配置有显示面板方便调速可视化控制。
    4、使用范围广:节能超高速编织机控制系统可使用到0.75KW、1.1KW、1.5KW机型，方便老旧机型改造。

图示为无电箱编织机走马机型

生产现场图示

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