永磁交流電動機在變速、高占空比運動控制中的應(yīng)用與日俱增，因為它效率高，且在不同的速度和轉(zhuǎn)矩區(qū)間運行時具有更高的節(jié)能潛力。圖1為2.2 kW風(fēng)扇采用不同電動機的效率對比，相對于傳統(tǒng)的感應(yīng)電機，采用高效永磁交流電動機能夠?qū)⑿侍嵘?%～12%。

圖1 2.2 kW風(fēng)扇采用不同電動機的效率

永磁交流電動機和感應(yīng)電動機在變速應(yīng)用中都使用變頻驅(qū)動技術(shù)。變頻器的配置及其他一些使用要點能夠優(yōu)化系統(tǒng)性能，同時也決定著能否達(dá)到電機應(yīng)用所期望的節(jié)能目標(biāo)。

近幾年來，大多數(shù)變頻器廠商在其低成本驅(qū)動中引入了無傳感器永磁交流電動機控制技術(shù)。以前，永磁電動機僅用于伺服系統(tǒng)或者采用閉環(huán)反饋控制的特定場合，幾乎不在風(fēng)扇、泵和其他大負(fù)載應(yīng)用中使用，因為閉環(huán)控制的系統(tǒng)成本較高且安裝復(fù)雜?，F(xiàn)在，由于無傳感器永磁電機控制技術(shù)在變頻器中的使用，永磁交流電動機得以在寬范圍變速、高占空比應(yīng)用中發(fā)揮節(jié)能優(yōu)勢。

無傳感器永磁交流電機控制的變頻器配置比用于感應(yīng)電機的變頻器配置復(fù)雜得多。感應(yīng)電機控制算法已經(jīng)歷了20多年的發(fā)展，而永磁交流電機的無傳感器控制算法研究歷史相對較短;同時，來自不同供應(yīng)商的永磁交流電機產(chǎn)品比感應(yīng)電機產(chǎn)品具有更多的不同特性參數(shù)。

感應(yīng)電動機的變頻器配置已經(jīng)趨于成熟，將感應(yīng)電動機銘牌上的特性參數(shù)輸入變頻器，運行自動配置程序，電機就可以準(zhǔn)備使用了。而永磁交流電動機的變頻器配置需要更多的電機參數(shù)，包括一些銘牌上沒有的參數(shù)。永磁交流電動機的性能較大程度上也取決于不同的變頻器、不同的無傳感器控制算法和是否對變頻器參數(shù)進行了恰當(dāng)配置。

除了與感應(yīng)電機類似的銘牌數(shù)據(jù)(額定功率、額定速度、額定頻率、滿載電流和額定電壓)外，永磁交流電機的繞組電感、繞組電阻和繞組反向電動勢也須在變頻器中仔細(xì)配置。為了實現(xiàn)變頻器的精確配置，電感參數(shù)對于獲得IPM電機和SPM電機的最優(yōu)扭矩輸出和最佳電機效率也非常關(guān)鍵。在永磁交流電動機轉(zhuǎn)動之前還須先確定磁極位置，兼容永磁交流電機的變頻器能夠在電機起動算法中對其進行選擇，達(dá)到不同的磁凸極性。永磁交流電機能夠在更寬的速度和扭矩區(qū)間內(nèi)提供較高的運行效率。使用不同的變頻器，高效永磁交流電機的效率和扭矩關(guān)系也不同。未滿載狀態(tài)下，選擇適當(dāng)?shù)臐M足應(yīng)用的參數(shù)設(shè)置，可將電機效率提高5% ～10%。

只有選擇合適的變頻器并恰當(dāng)?shù)嘏渲煤脜?shù)，永磁交流電機才可能比感應(yīng)電機更節(jié)能，實現(xiàn)效率提升并獲得穩(wěn)定的電機控制。