许多工业设备并非始终满负荷运行,风机、水泵、压缩机等变负载工况下,设备常常在部分负载下长期工作。传统异步电机在部分负载时效率明显下降,而
永磁电机在全工况范围内均能保持较高效率,这是其节能优势的重要体现。
异步电机的效率下降主要有两个原因:一是励磁电流基本恒定,轻载时励磁损耗占比增大;二是功率因数随负载降低而下降,无功电流占比上升,线路损耗增加。在轻载状态下,异步电机的效率可能比额定点下降10个百分点以上。
永磁电机则不同。转子上的永磁体持续提供励磁磁场,不需要从电网吸取励磁电流。定子电流几乎全部用于有功功率输出,功率因数在整个负载范围内保持较高水平(通常在0.95以上)。这意味着即使在20%~30%轻载工况下,永磁电机的效率下降幅度也远小于异步电机。有研究数据显示,永磁电机在25%~120%负载范围内均可保持较高的功率因数和效率。
转子损耗方面,异步电机的转子存在感应电流,产生铜损耗和铁损耗;永磁电机的转子由永磁体和磁轭构成,无励磁电流,转子损耗极低。这也意味着永磁电机的转子发热更少,轴承和润滑系统的工作温度更低,有利于延长维护周期和使用寿命。
海菲克永磁电机在风机、水泵、压缩机、塑料机械、纺织机械等变负载工业设备中广泛应用。实际应用中,将原有异步电机更换为永磁电机并配合变频控制,通常在轻载或变负载工况下可获得5%~15%的节电效果。当然,具体节电率需结合设备运行工况、负载率、运行时间等因素综合测算。