永磁同步電機(jī)應(yīng)用于設(shè)備動(dòng)力是近十年來(lái)的事，但在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活的各個(gè)方面，泵的應(yīng)用隨處可見，在許多設(shè)備上也有泵的使用，泵在能耗方面是僅次于動(dòng)力電機(jī)的設(shè)備能耗，是耗能大戶。在當(dāng)前節(jié)能減排的嚴(yán)峻形勢(shì)下，降低泵的能耗，對(duì)節(jié)能減排有著重大的意義。

泵主要有離心泵、旋渦泵、混流泵、軸流泵等。各種泵的葉輪在泵體里的電機(jī)軸上，電機(jī)旋轉(zhuǎn)作功使液體提升，電機(jī)是泵的最重要部件。泵的電機(jī)常用有單相異步電機(jī)和三相異步電機(jī)，是一種感應(yīng)電機(jī)。

永磁同步電機(jī)應(yīng)用于設(shè)備動(dòng)力是近十年來(lái)的事，目前常見到有加裝有位置編碼器的數(shù)控銑床、車床上用的伺服電機(jī)，以及注塑機(jī)上用的永磁同步電機(jī)。

機(jī)床上用的是需要精準(zhǔn)位置定位的伺服電機(jī)，考慮主要在于功能性方面，而注塑機(jī)上用的永磁同步電機(jī)則主要是為了節(jié)能提高效率而裝的。

永磁同步電機(jī)需要配套變頻控制器，它和普通矢量變頻器不一樣，是直流變頻技術(shù)，采用諸如?？刂评碚?、自適應(yīng)技術(shù)、閉環(huán)控制技術(shù)等無(wú)霍爾直流無(wú)刷電機(jī)控制的最新技術(shù)，可以以恒功率、恒轉(zhuǎn)速、恒扭矩等工作方式工作，具有響應(yīng)速度快，控制精確的特點(diǎn)，它在整個(gè)功率負(fù)載段輸出功率曲線都平坦，電機(jī)效率方面的全段也都是高效率，這些都是其他電機(jī)所望塵莫及的。

永磁同步電機(jī)具有高效率，和一般常用功率的異步電機(jī)相比，效率要高很多，比單相異步電機(jī)效率高15-20%（永磁同步電機(jī)帶變頻控制器損耗），比三相異步電機(jī)的效率要高7-10%，如果三相異步電機(jī)也配用變頻控制的話，相比效率就要高11-15%。見電機(jī)負(fù)載特性表。泵的效率除泵體結(jié)構(gòu)的特性外，主要是電機(jī)的效率，用了高效的電機(jī)作泵動(dòng)力，泵的機(jī)組效率就高了。泵體一般效率是在50-70%，如果選用效率比異步電機(jī)高10%的永磁同步電機(jī)，那泵的機(jī)組效率就能提高5-7%。

永磁同步電機(jī)還有一個(gè)特點(diǎn)就是速度越高優(yōu)勢(shì)越明顯，它的轉(zhuǎn)速可以根據(jù)要求來(lái)設(shè)計(jì)，速度高時(shí)，電機(jī)體積小，耗材少，單位功率的成本低。普通異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速由磁極數(shù)決定，常用2極或4極，異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速在50Hz時(shí)2極的最高工作轉(zhuǎn)速不會(huì)超過(guò)2900轉(zhuǎn)/分，泵的葉輪的設(shè)計(jì)只能根據(jù)這個(gè)轉(zhuǎn)速來(lái)設(shè)計(jì)。

如果再提高轉(zhuǎn)速，則要采用矢量變頻器對(duì)交流異步電機(jī)變頻提速，但是變頻的異步電機(jī)的體積重量還是小不了，效率也不能提高多少，是沒(méi)法與同步電機(jī)的優(yōu)良性能相比的。

根據(jù)流體力學(xué)的原理，離心泵、旋渦泵、混流泵、軸流泵等葉子泵，提高轉(zhuǎn)速可以提高揚(yáng)程和流量，流量是轉(zhuǎn)速提高倍數(shù)的1次方，而揚(yáng)程則是轉(zhuǎn)速提高倍數(shù)的2次方，可以看出，提高轉(zhuǎn)速對(duì)提高泵的揚(yáng)程和流量效果顯著，對(duì)改善泵的性能大有好處，而高速的永磁同步電機(jī)比低速的常規(guī)轉(zhuǎn)速的永磁同步電機(jī)，在體積上成本上更具優(yōu)勢(shì)，在性能上也同樣有優(yōu)勢(shì)。

提高轉(zhuǎn)速起到了這兩方面的利好，這個(gè)轉(zhuǎn)速該高到如何呢，根據(jù)材料工藝來(lái)定，一般選4000至7000轉(zhuǎn)/分為合適，如果把密封、軸承、軸、葉輪等關(guān)鍵材料以及加工工藝解決好，特別是葉輪、轉(zhuǎn)子、軸等制作好，同心度高，高速運(yùn)行時(shí)能平穩(wěn)不震動(dòng)，這樣就可以把轉(zhuǎn)速選定得更高，如10000轉(zhuǎn)/分，這泵的性能就發(fā)生了質(zhì)的變化，就是一個(gè)高科技的全新泵產(chǎn)品。

而這些經(jīng)過(guò)設(shè)備更新，加工工藝改正，通過(guò)常規(guī)努力就能實(shí)現(xiàn)。永磁同步電機(jī)配有直流變頻技術(shù)的控制器，有過(guò)熱，過(guò)流、過(guò)載等各種自動(dòng)保護(hù)功能。同步電機(jī)的恒轉(zhuǎn)速功能使泵在電網(wǎng)電壓變化時(shí)能使流量和揚(yáng)程保持不變，能寬電壓使用而保持工作的良好穩(wěn)定性?？刂破鞯臄?shù)字處理電路的核心是一個(gè)單片機(jī)，可以根據(jù)泵的工作需要設(shè)定各種程序指令，可以恒流、恒壓供水、水位控制、定時(shí)開機(jī)關(guān)機(jī)，可以和電腦主機(jī)通訊、聯(lián)機(jī)，實(shí)現(xiàn)辦公室桌面遠(yuǎn)程控制以及網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)泵的智能化，自動(dòng)化。

用高速永磁同步電機(jī)配套離心泵、旋渦泵、混流泵、軸流泵等泵后，泵的流量揚(yáng)程和效率都會(huì)發(fā)生很大的變化，揚(yáng)程和流量會(huì)大幅提高，機(jī)電一體化少，體積小重量輕。永磁同步電機(jī)逐步應(yīng)用于各類泵，這會(huì)對(duì)泵行業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命，推動(dòng)泵行業(yè)的節(jié)能減排上一個(gè)臺(tái)階，提高10%的節(jié)能效果對(duì)整個(gè)泵行業(yè)乃至全國(guó)的節(jié)能減排工作都有著非常重大的意義。

我們把普通三相異步電機(jī)換成永磁同步電機(jī)做詳細(xì)試驗(yàn)，把一臺(tái)10方4個(gè)葉輪1.5KW的立式多級(jí)泵，換上5000轉(zhuǎn)的永磁同步電機(jī)，轉(zhuǎn)速提高了5000/2850=1.7544倍，揚(yáng)程是轉(zhuǎn)速提高倍數(shù)的平方，1.7544*1.7544=3.08倍，流量是一次方倍，因此流量提高1.7倍，泵機(jī)組效率提高到62.8%，比原來(lái)電機(jī)效率提高近10個(gè)點(diǎn)，泵機(jī)組效率提高7個(gè)百分點(diǎn)，取得十分顯著的節(jié)能效果。

同樣，用永磁同步電機(jī)替代各個(gè)機(jī)座號(hào)的三相異步電機(jī)，都取得了很好的效果，實(shí)驗(yàn)證明，泵用永磁同步電機(jī)替代三相異步電機(jī)后，在同轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)時(shí)，同機(jī)座的大小的同步電機(jī)是三相異電機(jī)功率的2.5倍，在4000轉(zhuǎn)時(shí)，比同機(jī)座的異步電機(jī)功率大4倍，電機(jī)效率都符合GB/T30253-2013的二級(jí)以上接近1級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。轉(zhuǎn)速適當(dāng)提高到4000轉(zhuǎn)后，泵體縮短一半，節(jié)省了材料，降低了成本。相信在不久的將來(lái)，永磁同步電機(jī)在泵行業(yè)的應(yīng)用會(huì)全面的展開。

在通用設(shè)備電機(jī)方面，現(xiàn)在需要用變頻控制的越來(lái)越多，如液壓機(jī)械，數(shù)控機(jī)床，空壓機(jī)等需要通用的永磁同步電機(jī)，通用的同步電機(jī)就能夠滿足這些行業(yè)設(shè)備的改造，用永磁同步電機(jī)全面替換通用設(shè)備電機(jī)是產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化化更新的需要。