场。稀土永磁电机不仅效率高，而且结构简单，还可做到体积减
小，重量减轻。既可达到传统励磁电机所无法比拟的高性能（如
超高效、超高速、超高响应速度），又可以制成能满足特定运行
要求的特种电机，

如电梯曳引电机、汽车专用电机等。稀土永磁

电机与电力电子技术和微机控制技术相结合，更使电机传动系

统的性能提高到一个崭新的水平。

在工业领域，

作为驱动用的稀土永磁电机主要有异步起动

高效永磁同步电动机、变频供电的永磁同步电动机。

稀土永磁电动机的节能效果较为显著。首先，稀土永磁电

机本体效率比变频器供电感应电动机高 3%～5%，在电动机转
速变化时，稀土永磁电动机的效率变化相对感应电动机小得

多。如一台轴功率为 100kW 的风机，配置 110kW 的感应电动
机，

在 n′/n

=1 时，

电机效率为 93%；在 n′/n

=0.5 时，

电机效

率降为 84%；在 n′/n

=0.3 时，电机效率只有 54%，而稀土永

磁电机的运行效率始终保持在 90%左右。

2.3 开关磁阻电动机驱动系统

[6]

开关磁阻电动机驱动系统（SRD）是 20 世纪 80 年代初随

着电力电子，

微电脑和控制技术的迅猛发展而发展起来的一种

新型交流无级调速驱动系统，主要由开关磁阻电动机（SRM），
功率变换器，

控制器及位置和电流检测器组成。SRD 的运行需

要在实时检测的反馈量一般为转子位置、转速和电流等，然后
根据控制目标综合这些信息，给出控制指令，实现运行控制和

保护等功能。转子位置检测环节是 SRD 的重要组成部分，检测
到的转子位置信号是各相开关器件进行正确逻辑切换的根据，

也为速度控制环节提供速度反馈信号，该系统具有许多显著的

优点：

（1）电机结构简单、坚固、制造工业简单、可工作于极高

速，工作可靠，

能适用于各种恶劣环境甚至强振动环境。

（2）损耗主要产生于定子，易于冷却，可允许有较高温升，

从而能以小的体积取得较大的输出功率。

（3）转矩方向与电流方向无关，可较大限度简化功率变换

器，其可靠性高，

系统成本低。

（4）起动转矩大，大于额定转矩 2～3 倍，起动电流小（≤

30%额定电流），

低速性能好。

（5）在宽广的转速和功率范围内具有高效率；
（6）调速范围广，调速比大于 20∶1，调速平滑无级。
（7）在制动和电动运行时，同样具有优良的转矩输出能力

和工作特性。因此，适用于频繁起动或频繁正反转运行场合，转
换频率可达到 1000 次 /h。

（8）负载特性好，稳定精度高，在负载大小变化时，转速可

保持不变。这些优点使得开关磁阻电机在家用电器、工业领域、
伺服与调速系统、牵引电机、高转速电机方面得到了一定的应
用。

对于开关磁阻电机，应充分利用它所具有的一些特有的优

越性能，如可运行于极高转速，可频繁起动和频繁正反转，过载

能力强，起动转矩大而起动电流很小，可做到低转速大扭矩，调

速范围很宽，且在宽广的转速和功率范围内具有高效率等优

点，设计成满足各种特殊负载特性的专用开关磁阻电机驱动系

列产品，以替代这些场合的其他电机，

并到达高效节能的目的。

变频调速节能

[7]

鉴于直流传动具有优良的调速和启动性能，所以高性能可

调速传动都采用直流电动机，

而约占电气传动总容量 80%的不

变速传动则采用交流电动机。70 年代变频器的问世彻底打破
了交直流传动按调速分工的格局，经过近半个世纪的研究，变

频技术从晶闸管（SCR）时期发展到今天的大功率晶体管（IG-

BT，

IGCT）和耐高压大功率晶体管（HV- IGBT）时期；

控制技术

也发展到今天的矢量控制和直接转矩控制，且已全数字化，其

机械特性硬度能满足具有一定硬性负载的调速要求现今交流

变频调速传动装置已有很好的运行特性，并可作为现场级与自

动化级连接在一起，

应用更灵活，通信更自由，对供电系统也可

实现无干扰，应用范围几乎涉及到整个工业领域。

变频调速技术用于节能，目前用得最多的是对风机、泵类

负载设备的调速节能。这一方面是因为风机、泵类系统消耗了
工业电动机用电的 40%左右；另一方面是由于风机、泵类负载
的转矩与转速的平方成正比，在选型裕量过大和需减少风量

（流量）时，

变频调速的节能效果尤其显著；另外，在使用风机泵

类设备的大部分场合，对变频调速的控制精度，动态性能要求

不高，变频器的成本相对较低，

控制较简单，

便于推广。

电机系统节能

[8]

电机系统节能通常是指从电机起动开关开始直至拖动的

装置产出产品（流体）能量的最终消耗。它包括电机起动开关、
供电馈线，电机速度控制装置，电动机、联轴器（或其他联结方
式如齿轮联结、皮带联结、蜗轮蜗杆联结等）、拖动装置（泵、风
机或压缩机等）、拖动装置产出的产品（一般为液体和气态流
体）、输送管线、终端负载，如图 1 所示。

图 1 拖动环节图

世界各国推进高效电动机的情况

表 2 世界各国推广高效电机情况

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