無感矢量控制的永磁同步機(jī)在風(fēng)機(jī)行業(yè)的節(jié)能應(yīng)用

一、前言

風(fēng)機(jī)已廣泛應(yīng)用于冶金、石化、電力、城市軌道交通、紡織、船舶等國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域以及各種場所的通風(fēng)換氣。為了節(jié)省寶貴的資源變頻調(diào)速也早已應(yīng)用在風(fēng)機(jī)行業(yè)。驅(qū)動風(fēng)機(jī)，大多數(shù)為三相交流異步電動機(jī)。
　　PM—SVC（永磁電機(jī)—無速度傳感器矢量控制）技術(shù)我公司自主研發(fā)具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)。相同風(fēng)機(jī)負(fù)載時PM-SVC控制的同步電機(jī)比IM-SVC控制的異步電機(jī)更節(jié)能。

二、風(fēng)機(jī)負(fù)載下，PM-SVC控制比IM-SVC控制節(jié)能原理

同步電機(jī)和異步電機(jī)最大的區(qū)別在于同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子是永磁體。起動時不需要無功勵磁電流,永磁體提供的磁通取代電勵磁,減少了定子電流和定子電阻損耗。
　　正常運行時轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和定子磁場轉(zhuǎn)速一致，轉(zhuǎn)子上有永磁體靠永磁體的磁場就可以保證電機(jī)的正常運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子鼠籠條上沒有電流，定子上感應(yīng)電流減小，功率因數(shù)高，沒有繞組損耗,轉(zhuǎn)子鐵耗也沒有，同步電機(jī)效率更高。
　　相同的風(fēng)機(jī)負(fù)載下，用同一臺變頻器帶載同功率的同步機(jī)和異步機(jī)，分別對應(yīng)用PM-SVC控制和IM-SVC控制，在相同的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下同步機(jī)電流更小，耗電更少。

應(yīng)用實例：
　　以E2000變頻器4.0Kw電機(jī)帶離心式風(fēng)機(jī)測試能耗數(shù)據(jù)如下：

　　由以上數(shù)據(jù)可看出，相同風(fēng)機(jī)負(fù)載條件下同步機(jī)比異步機(jī)節(jié)能，負(fù)載越重轉(zhuǎn)速越高同步機(jī)比異步機(jī)節(jié)能的絕對值值越大。以4.0Kw電機(jī)額速運行時省電為0.27Kw,一天即可省電6.48Kw.h，一年即可省電2365.2Kw.h，另外轉(zhuǎn)速越低同步機(jī)比異步機(jī)省電的相對比例越高。
　　4.0kW的無感同步機(jī)其價格僅較同等功率異步機(jī)高10-20%左右，低于閉環(huán)控制的永磁同步伺服電機(jī)，我們按照4.0kW無感同步電機(jī)市面價800元計算，工業(yè)用電按照0.8元/kW.h計算的話，每年僅節(jié)省下來的電足可以購買2.3臺同步電機(jī)，節(jié)能效果顯而易見。

三、PM-SVC相對于IM-SVC的控制優(yōu)勢

除了節(jié)能效果顯著，PM-SVC控制與IM-SVC控制相比還具有以下優(yōu)點：
　　3.1可精確控制風(fēng)量。從流體力學(xué)原理得知，風(fēng)機(jī)風(fēng)量與電機(jī)轉(zhuǎn)速功率相關(guān)：風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與風(fēng)機(jī)（電機(jī)）的轉(zhuǎn)速成正比，風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓與風(fēng)機(jī)（電機(jī)）的轉(zhuǎn)速的平方成正比，風(fēng)機(jī)的軸功率等于風(fēng)量與風(fēng)壓的乘積，故風(fēng)機(jī)的軸功率與風(fēng)機(jī)（電機(jī)）的轉(zhuǎn)速的三次方成正比（即風(fēng)機(jī)的軸功率與供電頻率的三次方成正比）。PM-SVC控制所用電機(jī)為同步機(jī)，n=60f/p。同步機(jī)無轉(zhuǎn)差，通過精確控制電機(jī)轉(zhuǎn)速實現(xiàn)更精確的控制風(fēng)量。
　　3.2操作簡單方便。本公司PM-SVC控制具有自動識別電機(jī)參數(shù)功能，靜止學(xué)習(xí)和旋轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)兩種學(xué)習(xí)方式能滿足更所的應(yīng)用場合。操作簡單方便。
　　當(dāng)然了，由于PM-SVC控制與IM-SVC相比因電機(jī)材質(zhì)及控制方式不同，相同功率同步電機(jī)機(jī)的購買成本比普通的異步電機(jī)成本要高。但是后期通過節(jié)能，同步機(jī)耗電量少，最終的總成本同步機(jī)更低。而且從節(jié)能方面考慮符合可持續(xù)發(fā)展人文理念。（見上述計算結(jié)果）

四、結(jié)束語

同步機(jī)跟異步機(jī)相比在風(fēng)機(jī)行業(yè)有諸多優(yōu)點，控制精度高、操作簡單方便，最主要的是節(jié)能，耗電量降低。而且本公司PM-SVC控制技術(shù)已通過長時間的市場驗證，技術(shù)成熟。因此PM-SVC控制的永磁同步電機(jī)值得在風(fēng)機(jī)行業(yè)推廣。
　　不僅在風(fēng)機(jī)行業(yè)如此，在紡織、塑機(jī)等行業(yè)，使用同步機(jī)控制能夠有效節(jié)省大量能源也得到了廣大客戶的高度認(rèn)可。

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