永磁同步电动机与三相异步电动机相比，不需要励磁，可以提高功率因数，减少了定子电流和定子铜损耗，且稳定运行时，没有转子铜损耗。相对于Y系列三相异步电动机，总损耗可以减少15%以上。其次，由于稀土永磁同步电动机励磁磁场由永磁体产生，不需要定子中无功励磁电流，通过合理设计可以使功率因数达到0.95以上。这样便可使电动机的定子电流降低，定子铜损耗明显减少。综合上述分析，永磁同步电动机额定效率能够比Y系列电动机提高3%～5%。永磁同步电动机更优异的性能是：负载率在很宽的范围内均可保持较高的效率和功率因数，在轻载时节能效果非常显著。下面针对不同应用进行详细分析。

一、抽油机用高效高起动转矩永磁同步电动机

在一个周期（即一个冲次）内抽油机负载变化很大，而且需要较高的起动转矩。采用三相异步电动机驱动时，由于起动转矩大，电动机功率选择余量大，造成“大马拉小车”的现象，电动机运行效率和功率因数都很低。而采用高效高起动转矩的永磁同步电动机，可使电动机降低一至两个功率等级。永磁同步电动机在整个运行过程中具有较高的效率和功率因数。比如，专为油田抽油机设计的具有异步起动能力的永磁同步电动机，起动转矩倍数可达3.6倍以上，效率可达94%左右，功率因数可达0.95以上。既满足了起动转矩大的要求，又具有很好的节能效果。表8-1为两种规格的永磁同步电动机与异步电动机效率的对比。

表8-1 高效永磁电动机与异步电动机的效率对比

由表中可以看出，高效永磁电机的效率远超过普通异步电动机，基本达到了IE3标准。目前国内多个厂家生产的用于抽油机专用永磁同步电动机在各油田得到了广泛的应用，取得了良好的节能效果。不过在油田抽油机应用的初期，有些永磁同步电动机出现输出转矩减小，空载电流增加，电机发热严重等现象，由此带来系统效率降低、功率因数减小的结果。不仅失去节能效果，有的能耗甚至超过原电动机。现场和实验室测试和研究发现永磁同步电动机的转子永磁体发生了不同程度的退磁。研究表明，主要原因是抽油机负载波动大，起动转矩大，导致转子退磁。针对这些问题，厂家对用于油田抽油机的永磁同步电动机在设计上进行了一些改进，退磁问题大有改观。

二、纺织机械用高牵入转矩平滑起动高效永磁同步电动机

化纤纺织用高效高牵入转矩永磁同步电动机属于异步起动永磁同步电动机。化纤纺织中，如细纱机驱动电机稳定运行时负载并不是很大，其负载大小在一个周期内是单方向变化的，且负载转动惯量大，这对电机的牵入起动转矩提出了较高的要求，因此在相同负载情况下，化纤纺织用电动机尺寸一般比普通异步电动机大1～2个功率等级，电动机效率和功率因数都比较低，因此采用永磁同步电动机，对于长期运行的纺织机械节能效果是非常显著的。目前国内经过多年的研究，所开发的系列永磁同步电机，在体积不增大的情况下能够达到超高效电动机的性能指标，综合节能比普通异步电动机有很大的提高，与纺织专用电动机相比提高10%左右，节能效果非常明显。表8-2为超高效高牵入转矩永磁同步电动机与IE3标准的对比数据。

表8-2 超高效高牵入转矩永磁同步电动机与IE3标准的对比

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三、高效永磁同步电动机的其他应用

永磁同步电动机还大量应用于风机、泵类。比如，屏蔽泵用永磁同步电动机。该类电动机主要用于石油、化工、制冷、制药、核工业，及许多新兴工业部门运送易燃、易爆、有毒、腐蚀性、放射性的各种介质。为保护电动机不受腐蚀，必须在定转子外面加密闭的屏蔽套，这就需要加大定转子之间的气隙。降低了电动机的效率和功率因数，因此造成电能的浪费。这种电动机改用永磁同步电动机，能效水平得到较大的提高。国家稀土永磁电机工程技术研究中心研制的永磁同步电动机与异步电动机的对比数据见表8-3。可见效率和功率因数提高了许多。

表8-3 屏蔽泵永磁同步电动机与屏蔽泵异步电动机性能比较

四、调速永磁同步电动机的应用

所谓的调速永磁同步电动机就是变频调速器加永磁同步电动机。用于永磁同步电动机的调速器与异步电动机变频器结构基本相同，但控制方法不同。永磁同步电动机比异步电动机易于实现磁场定向的空间矢量控制，许多调速设备都采用了基于永磁同步电动机的调速系统。采用稀土永磁电动机变频调速，一般情况下，比异步电机变频调速可节电5%以上。在某些场合，基于永磁同步电动机的调速系统实现了10000∶1的调速范围，及1%～2%的低速转矩波动。目前国外产品几乎占据了国内所有市场，日本已推出0.75～500kW的中小型永磁同步电动机系列，适应各种调速驱动的要求。近年来，电梯行业中最新的驱动技术就是永磁同步电动机调速系统，这种系统体积小、节能、控制性能好，又容易做成低速直驱式，并且取消了齿轮减速装置，因此，很快得到各大电梯公司青睐。将永磁同步电动机用于电梯拖动的曳引机，转矩提高了十几倍，取消了庞大的齿轮箱，通过曳引轮直接拖动轿厢，明显减小了振动和噪声。特别是近年来，永磁同步电动机朝着直驱、低速、多极化发展。多极电动机可显著减小定、转子铁心轭部高度，从而减小电动机体积、减少铁心用量。多极电动机还显著减小了定子端部绕组长度，减小定子铜损耗，从而减少发热，提高效率。如某安装于轿厢和井壁间隙的永磁同步电动机，转子采用60极结构，功率因数高达0.98，空载、轻载时功率因数可达1，节能效果明显。若仍用异步电动机驱动，随着极数增加，功率因数将明显降低，在轻载和空载时，功率因数将更低，在Y系列三相异步电动机中，10极电动机已不多见，而永磁同步电动机则突破了这一限制。

另外，永磁同步电动机在电动车、电动自行车、数控机床、矿场机械和家用电器等行业，也得到了广泛的应用。电动车是当前车辆发展的新方向。电动车种类很多，其中有电动轿车，电动自行车、工矿电动机车、运动场所和公园交通用电动车等。其中电动机和传动系统是电动车的心脏，稀土永磁电动机体积小、重量轻、效率高，是电动车的首选方案。

永磁同步电动机应用于家用电器的节能潜力很大。现在普通的家用电器选用的均为小型单相异步电动机，这类电动机额定效率很低，如0.18kW单相异步电动机额定效率只有55%。相同容量的稀土永磁电机，额定效率可达90%，差异很大。在高性能洗衣机中，采用永磁电动机进行调速驱动，其电动机设计成外转子形式，既可以驱动波轮洗衣机也可以驱动滚筒洗衣机，特别是近几年发展起来的直接驱动滚筒洗衣机，都用永磁无刷电动机作为动力。由于其转子为永磁体，而且运行在同步状态，没有转子损耗，所以永磁无刷电动机的效率最高，噪声最低，目前用于洗衣机的“艾默”永磁无刷电动机，最高效率已经超过了90%，远高于普通单相异步电动机。