I industriella och kommersiella applikationer drivs de flesta pumpar och fläktar av AC-induktionsmotorer, en "AC-induktionsmotor" är en asynkronmotor som förlitar sig på en elektrisk ström för att vrida en rotor. Lindningens magnetfält genereras av elektromagnetisk induktion, och rotorn roterar alltid med en hastighet som är lägre än magnetfältet. en "synkronmotor med permanentmagnet” förlitar sig på magneter för att vrida en rötor som roterar med samma hastighet som PMSM:s interna roterande magnetfält.

1. Permanentmagnetmotorer måste använda frekvensomriktare

AC-induktionsmotorer kan driva pumpar eller fläktar utan omriktare med variabel frekvens, som ofta installeras i pumpsystem eller fläktsystem för att öka systemets effektivitet. Permanentmagnet synkronmotorer kräver en drivning för att fungera och kan inte fungera utan en förare. För att exakt styra hastigheten på en permanentmagnet synkronmotor för att möta applikationskrav såsom tryck, flöde, volym etc., krävs en frekvensomformare. Vissa nya frekvensomriktare är redan utrustade med en permanentmagnetmotorstyrning som standardfunktion, vilket gör att operatören kan styra permanentmagnetmotorn för att driva fläktar och/eller pumpar med högre effektivitet.

Permanentmagnetmotorer erbjuder en avsevärd ökning av effektiviteten jämfört med AC-induktionsmotorer. PM motorer har högre fulllasteffektivitet än AC-induktionsmotorer. Verkningsgradsintervallet mellan AC-induktionsmotorer och PM-motorer visas nedan.

En frekvensomriktare kommer inte att öka motoreffektiviteten, en frekvensomriktare kommer att bidra till att förbättra systemets effektivitet över driftshastighetsintervallet, eftersom de flesta system inte kommer att köras på högsta hastighet hela tiden. En frekvensomriktare hjälper till att förbättra systemets effektivitet eftersom den har förmågan att sakta ner en motor, fläkt eller pump istället för att vrida en ventil för att strypa pumpen eller stänga ett spjäll för att stoppa luftflödet.

Grafen ovan jämför en 10 hk 1800 rpm permanentmagnet synkronmotor PMAC med en avancerad AC-induktionsmotor NEMA som arbetar med en variabel vridmomentbelastning över ett varvtalsområde på 100 till 500, i båda fallen kommer de två motorernas effektivitet att minska. Vid 600 RPM sjunker NEMA premiummotorverkningsgraden från cirka 90 % till cirka 72 %, och PMAC sjunker från cirka 94 % till 83 %. Permanentmagnetmotorer har visat sig vara mer effektiva än AC-induktionsmotorer när operativsystem påverkar utrustningens effektivitet.

2. Fördelar och nackdelar med permanentmagnetmotor

Även om AC-induktionsmotorer är vanligare i motordrivsystem, är de vanligtvis större och mindre effektiva än permanentmagnetmotorlösningar. Medan permanentmagnetmotorlösningar tenderar att ha en högre initial kostnad, kan de erbjuda mindre storlekar i ett mer kompakt mekaniskt paket och, ännu viktigare, högre effektivitet. Permanentmagnetmotorer tenderar att vara dyrare än AC-induktionsmotorer och är svårare att starta än AC-induktionsmotorer. Fördelarna med permanentmagnetmotorer inkluderar dock högre effektivitet, mindre storlek (permanentmagnetmotorer kan vara upp till en tredjedel av storleken på de flesta växelströmsmotorer, vilket gör installation och underhåll mycket enklare) och förmågan att upprätthålla fullt vridmoment vid en låg hastighet.

3. Trenden förändras

Användningen av permanentmagnetmotorer i kombination med frekvensomriktare är inte ny, och konstruktionsingenjörer och utrustningsägare börjar välja fler permanentmagnetmotorlösningar för fläkt- och pumpapplikationsinstallationer eftersom de är mindre och effektivare än frekvensomriktare. Det finns en speciell algoritm för att driva permanentmagnetmotorer. Nu finns det några nya frekvensomriktare på marknaden som har en inbyggd standardfunktion för att styra permanentmagnetmotorer utan extra kostnad. När fler och fler tillverkare av frekvensomriktare börjar lägga till högpresterande kontrollfunktioner för permanentmagnetmotorer, kommer användare att vara benägna att installera motorsystem som fungerar mer effektivt, kommer i mindre förpackningar och kostar mindre.