永磁电机概述
根据国际标准IEC60034-30-1能效限定值可知异步电动机可达到能效2级，欲达到能效1级就十分困难。而永磁辅助同步磁阻电动机现在已经优于能效1级（IE5，即超超高效），所以永磁磁辅助同步磁阻电动机将成为我国电机行业节能减排，能效提升的龙头产品，应用将越来越广泛。在相同运行条件下，若用永磁磁辅助同步磁阻电机代替原电机，则可节约许多电量，特别是长期运行的电机，节电效益非常可观，因此对电机进行改造有着重大的意义。
三、改造方案及可行性分析
3.1 改造方案
我们技术先进性的整体介绍
（一）、能效高
▲结构上无鼠笼绕组，转子无损耗，效率更高。
助磁同步磁阻电机与异步电机损耗对比
助磁同步磁阻电机与异步电机驱动系统效率对比
▲高效运行范围更宽，综合节电率更高。
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HCM5助磁同步磁阻电机效率MAP图 |
▲损耗少，发热小，电机温升低。
电励磁电机由绕组提供励磁电流，因受到励磁线圈温升的限制，励磁绕组占据空间较大，而高性能的稀土永磁体励磁可以缩小励磁空间和提供较高的气隙平均磁通密度，因而在相同的体积情况下可以提高电动机的出力。电机温升低，也延长了电机的使用寿命。
（二）、可靠性高
▲无鼠笼转子断条风险。
转子不含金属导条，转子上无电流，无断条风险。
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异步电机转子 （转子有铸铝鼠笼） | 助磁同步磁阻电机转子 （转子无铸铝鼠笼） |
▲无稀土永磁转子退磁风险。
助磁材料为永磁铁氧体，具有耐高温，耐腐蚀的优点。
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稀土永磁电机 （稀土钕铁硼永磁材料，易高温退磁） | 助磁同步磁阻电机 （铁氧体永磁材料，耐高温，无高温退磁风险） |
▲温升低，轴承油脂及绝缘材料老化速度减慢，使用寿命长。
（三）功率因数高
▲永磁体辅助励磁，无功分量小，功率因数高。
采用永磁铁氧体材料辅助励磁，无转子了励磁绕组，减少了无功分量，功率因数达到0.9以上，且较宽的运行范围内都能保证稳定的功率因数，减小对电网的影响。
助磁同步磁阻电机于异步电机功率因数对比
（四）力能指标好
▲同步转速，恒转矩特性，机械刚性硬。
三相异步电机有转差率，输出转矩越大，转差率越大。助磁同步磁阻电机同步转速无转差，恒转矩特性，刚性好。
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异步电机机械特性曲线 | 助磁同步磁阻电机 |
（五）性价比高
主要材料为铁、铜、铁氧体，不含稀土永磁等成本昂贵材料，成本更低。兼具了异步电机的可靠性和永磁电机的高性能，性价比高。
我司生产的永磁辅助同步磁阻电机采用专利技术生产，规格齐全，性能卓越，广泛适用于水泵、风机、压缩机等各类传动设备上。该型电动机经上海电器设备检测所的检测完全超过GB30253-2013标准中1级能效和欧盟EFF1、IEC60034效率标准中的IE5级（即超超高效）的要求。其合理的参数设计、准确的数值计算、优质的材料以及独特的制造工艺，保证了永磁同步辅助同步磁阻电动机具有更加卓越的性能、更高的效率和更高的可靠性及更宽的高效率区，与普通异步电动机相比，额定效率高4~12%，平均效率高6~20%（个别项目实测结果达35%）。
3.2现状及改造方案：
现有电机都是使用的能效等级低的异步电机，在使用的过程中异步电机的能耗大，效率底，自损高，发热多导致电机和环境温度高，造成能源的浪费。建议用我司一级能效的永磁磁辅助同步磁阻电动机+同步变频器替换原电机和变频器，降低电机的能耗提升效率，同时电机自损降低，发热量减少，也可适当改善环境温度，节约能源。
永磁辅助同步磁阻电机变频节能原理：
风机压力与轴功率的关系
（1）流量与转速的一次方成正比。
（2）压力与转速的二次方成正比。
（3）轴功率与转速的三次方成正比。
流体力学理论公式： Q=K1×n¹ P= K1×n² N=Q×P=Ks×n³
Q代表流量，P代表压力（扬程），n代表转速，N代表输出功率 ，K为常数。
当降低风机的转速时，压力也同比例下降，但功率却以转速的立方迅速下降，它们之间的关系如下表所示：
调整电机转速，从而达到变流量及节能的目的，节电率5%-60%
3.3节电率及收益计算
经过现场的初步勘测，结合贵公司的现场使用情况，对贵司该批电机采用上述改造方法，电机更换为永磁辅助同步磁阻电机及配套变频器，大幅提升电机效率，其电流下降率能够达到10%以上。
节能收益表：
序号 | 设备名称 | 电机型号 | 功率 | 电机 负载率 | 节电率 | 年用电时间（H) | 电费单价（元/ H) | 电机 | 年节约电费（元） |
1 | 溢流泵 | Y132M－4 | 7.5 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 3444 |
2 | 真空泵池外 排水泵电机 | YE2-132S1-2 | 5.5 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 2526 |
3 | 机下坑白 水泵电机 | Y-160M-4 | 11 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 5051 |
4 | 环保外排白 水泵电机 | Y180L-4 | 22 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 10102 |
5 | 外排风机 | Y2VF180L-4 | 22 | 60% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 8659 |
6 | 碎浆机白水泵 | Y2－180M－4 | 18.5 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 8495 |
7 | 清水泵 | Y200L－4 | 30 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 13776 |
8 | 清水泵（备用） | Y180L－4 | 22 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 10102 |
9 | 溢流泵 | Y2-160L-4 | 15 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 6888 |
10 | 坑下排放泵 | Y132M-4 | 7.5 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 3444 |
11 | 溢流泵 | Y2-160M-4 | 11 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 5051 |
12 | 坑下排放泵 | Y132M-4 | 7.5 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 3444 |
13 | 超清水泵 | YF3-160M-4 | 11 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 5051 |
14 | 直滤机抽 水泵电机 | YE3-160M-4 | 15 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 6888 |
15 | 回收机抽 水泵电机 | YE3-180L-4 | 22 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 10102 |
16 | 清水泵 | Y-200L-4 | 30 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 13776 |
17 | 调浓泵 | YE2-132M-4 | 7.5 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 3444 |
18 | 打浆白水泵 | YE3-180L-4 | 22 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 10102 |
19 | 机头碎浆机 白水泵电机 | Y2-132S-4 | 5.5 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 2526 |
20 | 长纤碎浆机 稀释泵电机 | Y200L1-2 | 30 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 13776 |
21 | 纤碎浆机 稀释泵电机 | Y200L-4 | 22 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 10102 |
22 | 4巴清水泵电机 | Y2 160M-2 | 11 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 5051 |
23 | 制浆调浓泵电机 | Y132S2-2 | 7.5 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 3444 |
24 | 抄前池调 浓泵电机 | Y132S1-2 | 5.5 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 2526 |
25 | 真空罐排水泵 | YE2-132M-4 | 7.5 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 3444 |
26 | 25BAR清 水泵电机 | YB3-160M1-2 | 11 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 5051 |
27 | 机头碎浆机 白水泵电机 | 75 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 34440 | |
28 | 长纤碎浆机稀释泵电机 | Y200L1-2 | 30 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 13776 |
29 | 纤碎浆机 稀释泵电机 | Y200L-4 | 22 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 10102 |
30 | 4巴清水泵电机 | Y2-160M-2 | 22 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 10102 |
31 | 制浆调浓泵电机 | Y132S2-2 | 7.5 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 3444 |
32 | 抄前池调 浓泵电机 | Y132S1-2 | 5.5 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 2526 |
33 | 机下坑排污泵 1电机 | Y132M-4 | 7.5 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 3444 |
34 | 真空罐排水泵 | 7.5 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 3444 | |
35 | 6巴过滤澄 清水泵电机 | Y2 200L1-2 | 30 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 13776 |
36 | 损纸浆机 白水泵电机 | Y2-160M-4 | 11 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 5051 |
37 | 短纤碎浆机 稀释泵电机 | Y2-180M-4 | 18.5 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 8495 |
38 | 长纤碎浆机 稀释泵电机 | Y2-180M-4 | 18.5 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 8495 |
39 | 4巴清水泵电机 | Y2-160M1-2 | 11 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 5051 |
40 | 澄清水泵(4bar) | Y2-225S-4 | 37 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 16990 |
41 | 真空泵槽 抽水泵电机 | YE2-132M-4 | 7.5 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 3444 |
42 | 制浆区稀释泵 电机 | YE3-180L-4 | 22 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 10102 |
43 | 抄前池稀释泵 电机 | YE3-180L-4 | 22 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 10102 |
44 | 多盘回收供水泵纤维泵电机 | Y2-200L-4 | 30 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 13776 |
45 | 多盘稀释 进给泵电机 | Y2-200L-4 | 30 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 13776 |
46 | 澄清水泵电机(4bar) | YE3-225S-4 | 37 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 16990 |
47 | 多盘浊滤液槽 抽水电机 | YE3-180L-4 | 22 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 10102 |
48 | 多盘清滤液槽 抽水电机 | YE3-160M1-2 | 11 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 5051 |
49 | 6巴过滤澄 清水泵电机 | Y2 200L1-2 | 30 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 13776 |
50 | 损纸浆机 白水泵电机 | Y2-160M-4 | 11 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 5051 |
51 | 短纤碎浆机 稀释泵电机 | Y2-180M-4 | 18.5 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 8495 |
52 | 长纤碎浆机 稀释泵电机 | Y2-180M-4 | 18.5 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 8495 |
53 | 外排风机电机 | Y2VF200L-4 | 30 | 60% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 11808 |
54 | 除尘风机电机 | YVP200L-4 | 30 | 60% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 11808 |
55 | 多盘稀释 进给泵电机 | Y2-200L-4 | 30 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 13776 |
56 | 澄清水泵电机(4bar) | Y2-225S-4 | 37 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 16990 |
57 | 备浆稀释泵电机（4bar） | Y2-132M-4 | 7.5 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 3444 |
58 | 抄前池稀释泵(4bar) | Y2 132S-4 | 5.5 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 2526 |
59 | 新增多盘白水抽水处理电机 | Y160M—4 | 11 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 5051 |
60 | 新抄前池调浓泵电机 | Y180L-4 | 22 | 70% | 10% | 8000 | 0.82 | 1 | 10102 |
合计 | 1123 | 60-70% | 10% | 8000 | 0.82 | 60 | 510073 | ||
1、 改造前后的能耗测定
2、 改造前双方指定工作人员现场不同时间点多次统计每台设备的功率并求出平均功率P前并双方签字认可。
3、 改造后能耗测定：按改造前能耗测定方法测量。
4、测量期间负荷尽量保持一致。
5、改造后实际运行功率P节
6、节能率=（改造前P前—改造后P节）÷P前×100%。
7、 验收标准：以上计算为理论节能率，但因设备的节电率随负载变动而变动，实际节能率可能有所波动，但总体来说，电机的节能比可保证≥8%。