一、背景

工业生产上的消耗，主要是在电能，风机泵类则是在工业生产中应用较多的设备。风机泵类在负载上占很大的比重，据调查，我国风机泵类负载每年耗电量占全国工业用电量的50%～60%；在全年空调的现代化旅游饭店、高级宾馆以及办公大楼中，风机和泵类设备的用电量占整个建筑用电量的30%～40%，约占整个动力用电(即除照明以外的用电)的40%～50%；

特别是在锅炉房供热工程中，风机泵类用电量占全部用电的80%以上。

大量的调查表明，现今的风机泵类在运行中普遍采用异步电机，对于采用异步电机驱动方式存在以下问题：

1、额定负载时效率和功率因数低。

异步电机的气隙磁场是由定子电流产生的，这部分电流约为异步电机额定电流的20%-50%，由于这部分电流的存在使异步电机的效率和功率因数变低。

2、有效区窄。

异步电机的有效区窄，在轻载时，效率和功率因数急剧变坏。由于历史原因，现有的风机泵类等机械装备存在“大马拉小车”现象，在实际工作中，平均负载率通常不足70%，此时异步电机的效率很低，仅为额定负载时效率的90%左右，造成了能源的极大浪费。

3、功率因数低，对工厂配电的影响大，增加了配电设备投资

因异步电机的功率因数低，电机要从电网中吸收大量的无功电流，造成电网、输变电设备中有大量无功电流，进而使电网的品质因数下降，加重了电网及输变电设备的负荷，为了提高品质因数，工厂往往装设无功功率补偿设备进行人工补偿，如电力电容器，增加了设备投资。

综上，对于风机泵类负载，发展有效节能的永磁同步电动机意义重大。我国在稀土永磁材料储量巨大，有着得天独厚的优势，未来在国际市场上也有广阔的发展空间。

二、永磁同步电动机的特点

1、额定负载时效率和功率因数高。

永磁同步电机气隙磁场不再由定子电流建立，而是由有效的永磁体形成，功率因数高，提高了电网的品质因数，几乎可以忽略掉工厂配电的无功补偿部分，使电网中不再需安装无功补偿器。

一般来讲，永磁同步电动机在额定负载时效率比异步电动机效率高出3%-5%，在负载率低的情况下，永磁同步电动机的效率比异步电机效率高出更多。举例说明永磁电机节能非常可观。如对于额定功率为15Kw的电机，永磁电机效率94.5%，异步电机额定效率90.6%，则永磁同步电机比异步电机每小时节能：

15/0.906-15/0.945=0.6833Kw，一年运行320天，每天运行24小时，则每年节省能量0.6833*320*24=5247.7Kw，按照平均每度电0.8元计算，则没电节省电费5247.7*0.8=4198元。

2、有效区宽。

永磁同步电机在20%-150%额定负载范围内均可保持较高的效率和功率因数。负载率变化对永磁同步电动机的效率影响很小，其更适合于负载经常变化的风机泵类负载。

3、安全耐用，可与异步电机媲美。

永磁同步电动机已经在电梯、电动汽车、油田、注塑机、机床等行业已经大量使用。据电梯协会统计，2018年在电梯上使用的永磁同步电动机销售量为60余万台，整个电梯市场保有量为500多万台。截止到2018年中国电动汽车保有量261万辆，国家计划2020年电动车在大城市的拥有率将达到500万辆。诸多行业永磁同步电机的大量应用，充分证明了永磁同步电机的可靠性。

4、成本较高。

成本较高是永磁同步电动机的缺点，因永磁同步电动机采用了高性能的钕铁硼永磁材料，使得价格上比异步电机高出30%-50%，增加的成本一般可在3-6个月内利用节省的电费回收。另外，随着钕铁硼材料制作加工工艺水平的提高，永磁同步电动机驱动系统的价格也将逐步回落。

四、前景

永磁同步电动机具有有效节能，结构可靠，绿色环保的特点，在电梯、电动汽车、油田、注塑机、机床等行业已经大量使用，可见永磁同步电动机是未来发展的趋势。同时，永磁同步电动机的应用符合《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》，符合国家大力发展节能环保产业的产业政策，对于推动循环经济和低碳经济发展的具有重要的现实意义。