不断创新的三相感应电机技术如何实现应用领域的最高能效

三相感应电机最初由AEG在1889年开发， 到现在仍然是工业中的主力军行业，三相感应电机的普及随着软起动器和变频器发展得到加强。通常市电连接电机直接进入启动过程，软起动器明显减少启动电流。此外，变频器能提供更精确和节能的速度控制，这使得电机更适合流程优化。

随着汽车技术发展以及重新设计过程中发现了新的电机技术， 新型的三相电机不仅能达到最低要求，而且拥有更多的效率水平。每种类型的电机都可能适合相应的应用程序，用户现在面临在各种趋势市场，他们还需要知道什么各种电机术语的含义以及所提供电机的不同技术。

标准三相感应电机：工业的主力军

电机的工作原理是洛伦兹力带电粒子在磁场，磁相互作用，导致旋转运动中产生的磁场。电机由定子和转子（运动部件）组成，定子绕组由铜绕制，带保持架的短路绕组转子，由铝条制成。制造商试图将转子或定子损失降到最低 ，一种方法是使用更好的层压材料 ，另一个是使用更好的电导体， 例如笼式转子中的铜代替低成本的铝。

铜转子电机：标准感应电机中效率更高

铜转子电机基本上是标准感应电动机，他们有相同的结构和操作原理，但不同的类型的转子材料代替通常的铝笼，铜电阻比铝较低 ，减少了转子损失，这个优势来自价格较高的生产成本。 铜的高熔点 （约1,100°C）比较铝（约660°C）会导致更快的工具磨损，铜是还比铝昂贵。

永磁（PM）电机：变得越来越受欢迎

与三相感应电动机不同， 永磁电动机（顾名思义）没有转子绕组，而是永久磁铁安装在转子表面 或埋在转子中。最简单的定子的形状与感应电动机的相同，制造商也在努力优化其设计。 永磁电动机是同步电机， 这意味着转子和定子的旋转磁场之间没有滑动，永磁体提供转子磁化强度，这减少了转子损失并提高运动效率。永磁电机比感应电动机减速操作的效率明显提高，例如在伺服系统中电机。

永磁电机的显着缺点是需要变频器或操作控制器，控制器必须获得转子位置及反馈信号以便使磁场适应永磁体的最佳位置，并产生旋转。高温退磁的风险很高， 但是在实践中很少发生，由于转子中的强磁铁，去除定子的转子很难，需要特殊的工具。

直线启动永磁电机：三相感应电机和永磁电机技术混合

直线启动永磁电动机是三相感应电机和永磁电混合动力，它有笼形转子，也有磁铁埋在笼子下面，复杂的转子结构使电机更昂贵。 但是，它具有明显的优势：可以在主电源上直接运转不需要控制器，笼式绕组达到额定相位才工作，电机加速到额定速度由市电频率决定，且具有永磁电机相同的效率。

同步磁阻电动机：高能源效率设计

这些马达利用磁阻的改变产生磁阻力，新颖的、特殊设计的转子切口引导转子内部的磁场线， 产生高能源效率的磁阻转矩，转子内增加一个附加功能短路绕组。这些电机效率很高。同线性启动PM电机相比，变频器操作会使效率下降5％至10％ 原因是转子内部的短路阻尼缠绕效果。同步磁阻电机是基于一项已经久负盛名，过去他们针对扭矩或框架进行了优化尺寸，但现在的重点是能源效率设计。

EC马达：应用广泛的小电机

在实践中EC有许多不同的类型电机，例如小型伺服额定功率为几瓦的电机 ，他们拥有极高的效率，特别是对于非常小的驱动器，这些电机明显优于通用或分离极电机（效率约 30％）。对于永磁电动机，转子安装有磁铁，绕组在定子，EC电机最初换向的直流电压，这是为什么它们也被称为无刷直流电动机（BLDC）或电子换向电动机（ECM）。在技术方面，BLDC电机是交流电动机，因此名称 BLDC可能有点令人困惑。 EC马达为了克服弊端 BLDC等比较高相电流和转矩脉动， 厂商发展得更好控制算法，例如， 在楼宇自动化中无传感器算法应用。

结论

约占10％驱动系统潜在节省可以通过使用电机技术来实现更高效率，无级变速操作潜在可节省约30％能源，然而， 潜在节省的最大来源 （大约60％）是最佳化整个系统。所以， 操作员应采取的所有措施，始终考虑对整体系统优化，检查是否能减少能源的方法，这些包括优化及重塑管道布线以及利用软件功能代替变频器的可能性。