永磁电机因其结构简略、体积小、重量轻、功率高、功率因数高、起动转矩高、经济运转规模宽等优点，于2015年11月被工业与信息化部列入《节能机电设备（产品）引荐目录（第六批）》，是目前节能新技能推行中的要点产品。近年来，在永磁同步电机本体上呈现了许多高端电机，比方六相永磁同步电动机。用它为舰船提供动力，其体积比传统的直流电机小近60%，损耗下降近20%；用于舰船推进的永磁同步电动机最大设备容量达38MW；我国已经研制出的3MW高速度永磁风力发电机。现在的永磁同步电机正向着具有更大的调速规模和更高的精度操控开展，具有高功用的永磁资料得到喜爱。但在减速机职业跟着永磁电机开展的炽热程度确显得诚惶诚恐，原因是时时传来永磁电机代替减速机的声音，今天“今天减速机”就盘点一些职业永磁电机代替减速机的相关情况：
起重职业驱动体系减速机被代替
在传统的起重职业的机械装备中，由异步电动机加机械减速机构构成的驱动体系占主导地位，但其结构杂乱、转动惯量大、体系全体功率低下、噪声大、光滑油渗漏污染、保护频繁等缺点
传统起重机假如取消减速机，直接由异步电机直驱几乎是不或许的。这是因为异步电动机低速运转时，电机的极对数会相应较多，此时电机励磁电流所占的比例很大，因此空载电流较大，电机的功率和功率因数很低。
那么将起重机的驱动电机用永磁同步电动机代替，将会解决上述问题。因为永磁同步电机的励磁由永磁体发生，不需求定子提供额外的励磁电流，因此永磁同步电动机的功率因数能够做的很高，一起因为电机定子电流无功重量极低，故其值显着低于同极数、同容量的感应电机，特别在电机极数较多时愈加显着，可使定子铜耗减小 30%～50%。永磁同步电动机易于完成多极数，且在很宽的负载规模内具有杰出的功率和功率因数的特性，使得取消机械减速机，完成低速大扭矩电机直驱成为了或许。
不同极槽配合起重机起升机构永磁同步电机比照研究
气隙磁密：永磁同步电机气隙磁密的分布对电机功用影响很大，理想情况下的波形呈正弦分布，但因为其磁路的特点，波形并不是严格正弦分布，需求采纳必定办法来优化磁密波形。
空载反电势：空载反电势是由气隙基波磁通在绕组中发生的，其大小影响电机的动态功用，并决定电机是作业增磁还是去磁状态，合理规划确保其正弦度，可下降定子电流，，减小谐波引起的损耗和振动。
齿槽转矩：永磁体和定子铁心之间在永磁电机绕组不通电时就能相互作用发生的转矩，是由永磁体与电枢齿之间相互作用力的切向重量引起的，发生转矩脉动。其波形周期等于极槽数的最小公倍数（ LCM）。有用削弱齿槽转矩的办法有：斜槽、斜极、不等厚永磁体、调整极弧系数等等。
水泥职业煤磨机减速机被代替
某水泥厂现有两台煤磨，原有电机拖动形式为“电机+减速机”（YRKK560-6型900kW 6kV高压电机 + JCX80型速比为7的减速机）。原有拖动形式电机自身功率因数低，已连续运用15年，设备磨损老化，运转电流较高且波动起伏大，耗电量高。水泥厂决定技改两台煤磨，本次技改首要考虑由永磁电机（TPYM900-30型 900kW 6kV）直接驱动设备的方法替换传统的电机+减速机的拖动形式，省去减速机负荷，进步传动功率。
永磁同步电机的优势：
永磁电机功率因数更高，由高压变频器调理频率，节电作用更好。
永磁电动机与机械负载直接相连，消除了低速大转矩传动体系中的电机与机械负载之间的各个传动环节，大起伏简化了机械装备的传动链。
噪音小，无污染，免保护。取消了减速机、液力耦合器等毛病率高的机械设备，节约了日常保护费用、光滑费用及所耽搁的作业时间。
水泥厂将原有电机及减速机拆除后，因技改永磁电机与原电机底座尺度不同，需重新做电机底座，电机底座制作过程：（1）用风镐、电镐将原有根底混凝土进行松动处理；（2）对原有混凝土根底内面植筋，植筋深度为20d=400mm；（3）新规划混凝土根底砼用C40混凝土；（4）新混凝土根底东、北侧放设挑板1500mm宽，南侧挑板1 000mm，根部150mm，端部100mm；（5）在新根底施工过程中严格执行《混凝土结构工程施工规范》、《混凝土结构工程施工质量检验规范》、《建筑工程冬期施工规程》，根底施工完成后经过4个10t倒链将永磁电机吊装、找正。
技改后，永磁电机由高压变频器驱动，出产运转时频率设定为45～46Hz即可到达原有传统拖动形式下的磨机转速，满意出产需求，运转电流下降。直驱拖动形式没有减速机，下降传动负荷，进一步下降运转电流。比较原有电机，永磁电机功率因数进步，节能作用显着。本项目技改出资约140万元，对水泥厂煤磨主电机进行技能改造，技改完成后一台永磁电机年可节电约120万kWh，折合电费约70万元，预计两年可收回出资本钱。一年节电折合标准煤约165. 4t，削减CO 2排放约450t。
永磁电机在抽油机运用比较减速机的优势
油田运用的大多是常规游梁抽油机，归于带负荷发动设备，稳定运转时所需的转矩相对较小，而发动时需求转矩较大，因此需求运用比稳定运转时功率大得多的电机。油田大量配用异步驱动电机下降了电网的功率因数，添加了无功耗费，致使电机均匀负载率缺乏30%，“大马拉小车”现象严峻，电能浪费巨大，使得开采本钱很高，影响油田的归纳经济效益。所以在常规抽油机上推行运用永磁同步电机。
永磁电机选用封闭式外壳结构，彻底适应户外作业环境，其外形结构和设备尺度与Y系列电机彻底相同，现场设备方便，经久耐用。除此之外：
功率高，额外功率为92%，高于Y系列电机约4%，节能作用明显，归纳节电率15%以上。
功率因数高，功率因数由1/4负载到额外负载时，均保持在0.9以上，而异步电机均匀运转功率因数仅为0.4左右。
发动转矩大，过载才能强，发动转矩为额外转矩的3.0~4.0倍，其发动转矩和过载才能均进步了1个座机号，能替换比它大1~2个功率等级的Y系列异步电机。
运用永磁电机，功率进步，体积变小，能够节约能源。对杂乱的机械结构没有改动，仅改动动力源到达节能作用。
我们用低速大力矩电机的永磁盘面电动机举例，因为永磁盘面电动机的电机半径较大，能够经过电机圆周得到较大的出力，运用这种新式永磁同步电动机能够直接对抽油机的悬梁进行驱动，不但进步了整个操控体系的作业功率，而且去掉了具有杂乱结构的减速机。为了能够得到更大的出力，所以电机的半径较大，但是与传统的抽油机体系比较较而言，体积还是显着减小了许多。
永磁电机在低速大转矩设备上代替减速机
永磁同步电动机具有节能高效、低速直接驱动作用杰出的特点，在某大型建材企业对大功率主电机进行了“更新-直驱”改造实验，即选用新式节能高效永磁同步电动机代替原来的鼠笼异步电动机，去掉减速机及其稀油站体系，直接驱动球磨机运转。
本次改造首要选用永磁同步电动机直接驱动球磨机的小齿轮作业，去掉减速机及其稀油站体系，可在明显下降能耗的一起，大大进步作业功率，削减运转保护本钱，完成真正意义上的免保护。
改造前体系：现有体系选用异步电动机—减速机—小齿轮—大齿轮的形式驱动，因为异步机和减速机的功率非常低，而且存在着保护频繁、漏油等系列问题，严峻影响出产本钱与经济效益。
改造后体系：为了进步传动环节的功率，本次改造拟选用低速大转矩永磁同步电动机直接驱动小齿轮，带动大齿轮转动。
技能技能改造经济效益分析
项目改造完成后，经过一段时间的运转，归纳比较测算，改造取得了杰出的经济效益。
年节电量34.56万kWh，折合电费17.2万元；省掉了减速机稀油站油泵电机（功率2.2 kW），年节电1.1万kWh（按年运转300 h，负荷率75%计算），折合电费0.5万元；永磁直驱电机机械结构简略，省掉了减速机及其稀油站、慢转电机环节，削减设备保护劳作投入，节约减速机及油站备件、油品耗费等费用0.8万元/年；永磁直驱电机除满意正常出产外，还一起满意了断料减转降负荷、检修定位停机等要求，不需岗位人员进行切换操作，下降了人员劳作强度；永磁直驱电机功率因数为0.952，远高于原鼠笼电机的0.834。经测算直驱电机变频器输入侧功率因数为0.99，供电变压器二次侧功率因数不必电容补偿即满意要求，节约收购电容器一次性支出3万元，均匀每年节约1万元。
主电机“更新-直驱”改造项目施行后，设备运转平稳、正常，能够满意出产要求，节能作用显着，均匀节电率达20%左右，且能明显下降设备保护本钱和操作人员劳作强度。此项技能非常合适低速大转矩设备，具有很高的推行运用价值。
电梯驱动体系中的代替减速机
自从鼠笼式三相异步电动机驱动变频款式的调速电梯被日本三菱公司首次推出以来，使得交流电梯舒适感到达能够和直流电梯比较照的程度，这彻底归功于矢量操控技能的广泛运用。但一起因为异步电动机自身存在全部缺陷，使得其主流地位受到严峻挑战，这个是指在电梯拖动中，一起永磁同步电动机或许使得异步电动机和直流电动机相同被自己取代。
永磁同步电动机的功用
永磁同步电机转子选用稀土永磁体，与定子的旋转磁场同步作业。稀土永磁资料首要是钕铁硼钕铁硼。因为NdFeB 永久磁铁的磁功用高，最大剩磁1.47 T 能够完成，这比感应电动机参加转子磁场更强，转子旋转视点能够容易地确定（磁极的相对方位和所述转子被设置），和运用转子方向的矢量操控很容易。
在永磁同步电机断电后，电机的三相定子绕组或许会被接触器短路（或短路）。当电梯因为错误而打开时，发动机进入发电制动状态。能量负载会发生较大的阻力矩。 电机的角速度按指数曲线添加，角速度的绝对值逐渐减小，终究完成恒速运转，由此公式得出，稳态速度较低。根据相关资料，短路电梯上行或下行速度不超过额外转速的 10％后，能起到很好的限速保护。
永磁同步电动机的类别和区别。对应于电机定子绕组电流波形和发生的反电动势波形，梯形反电动势和方波电流 BLDCM（短无刷直流电机）称为永磁同步电动机，反电动势和电流均为正弦曲线 - 轴同步电机称为交流永磁同步电机（PMSM）。
因为一般电梯选用永磁同步无齿轮牵引传动（特别是1：1传动），其功率高于选用蜗轮减速机的异步电动机传动体系的功率，曳引机选用2：1 卷绕方法。从进步机械功率的观点出发，作为电梯的驱动办法，为了节能而运用永磁同步电动机和高功率减速机（行星齿轮减速机等）更有用。
半驱式永磁电机一体集成驱动体系完美代替传统
半驱式永磁电机由中速永磁电机和行星减速器组成的一体化驱动设备，其输出转速n≤200rpm,输出转矩T=0.15～5502kN.m。可广泛代替《异步电机+齿轮箱+液力偶合器》的传统低速大转矩驱动设备。
运转功率高：在负载、作业制相同的情况下，选用半驱式永磁电机比传统的异步电机驱动体系大约可节约30%左右的电能损耗，彻底符合国家节能减排的相关政策。
轻量化：在相同工况条件（功率和转速相同）下，半驱式永磁电机与全直驱永磁电机比较，其体积和重量可减小60%；与传统驱动体系比较，其体积和重量可减小50%。
智能化操控体系：半驱式永磁电机驱动体系配套“专用的操控体系”，可进行平滑起动、调速，智能化操作，可靠性高。操控器可提供CAN、RS485、PROFBUS DP等多种通信接口的接入，可完成与上位机通讯，完成多台设备集中操控运转，可将运转数据传送至地上调度室进行在线监测。
传统驱动体系（异步电机+齿轮箱）运用工频电直接起动，起动电流大，操控功用单一，不便于体系的智能化开展。
无级调速：半驱式永磁电机配置“专用的操控体系”，可经过调理变频器，改动其供电频率完成在必定的规模内进行无级变速，且可保持极高的功率。特别合适在流体运送机械中得到更好的运用，如水泵、风机等。
负载发动：半驱式永磁电机发动时电流是跟着负载逐渐添加，不会存在大电流冲击的情况且可保持极高的功率。而传统驱动体系中多选用的是异步电机，发动时电流是额外电流的5-7倍，电流冲击大，导致定子绕组的漏阻抗压降增大，然后无法完成重载起动，为了确保设备发动才能，一般需选用更大供电容量的异步电机或者加装液力耦合器然后完成重载起动。
永磁电机的缺点
虽然永磁体在低速时带来了功用优势，但它们也是技能上的“致命缺点”。例如，跟着永磁电机速度的添加，反电动势挨近逆变器电源电压，然后无法操控绕组电流。这界说了通用永磁电机的基本速度，而且在外表磁体规划中一般代表给定电源电压的最大或许速度。
在大于基本速度的速度下，IPM运用自动磁场弱化，其间操作定子电流故意压低磁通量。能够可靠施行的速度规模约束在4：1左右。和以前相同，这个约束能够经过削减绕组匝数和接受更大的本钱和逆变器中的功率损耗来完成。
磁场弱化的需求是速度相关的，而且不管扭矩怎么都会发生相关的损失。这会下降高速下的功率，特别是在轻负载下。在高速公路行驶的电动汽车中，这是非常严峻的。永磁电机常常受到电动汽车的喜爱，但是在实践驾驭周期进行计算时，功率的优点是值得怀疑的。风趣的是，至少有一家著名的电动汽车制造商已经从PM切换到感应电动机。
其他缺点包括因为其固有的反电动势在毛病条件下难以管理的事实。即使变频器断开，只需电机旋转，电流就会继续流过绕组毛病，然后导致齿槽转矩和过热，而且都是风险的。例如，因为变频器停机，在高速下的磁场削弱会导致不受操控的发电，而且逆变器的直流母线电压或许上升到风险的水平。
除了那些装有钐钴磁体的永磁电机外，操作温度是另一个重要的约束。而因为逆变器毛病而发生的高电动机电流会导致退磁。
永磁电机的最大速度受机械磁铁保持力的约束。假如永磁电机损坏，修理它一般需求返回到工厂，因为安全地提取和处理转子是困难的。最终，报废时的收回也很麻烦，虽然当时稀土资料的高价值或许会使这种资料更具经济可行性。
