高效永磁电动机与变频器配置

永磁交流电动机在变速、高占空比运动控制中的应用与日俱增，因为它效率高，且在不同的速度和转矩区间运行时具有更高的节能潜力。图1为2.2 kW风扇采用不同电动机的效率对比，相对于传统的感应电机，采用高效永磁交流电动机能够将效率提升5%～12%。

图1 2.2 kW风扇采用不同电动机的效率

永磁交流电动机和感应电动机在变速应用中都使用变频驱动技术。变频器的配置及其他一些使用要点能够优化系统性能，同时也决定着能否达到电机应用所期望的节能目标。

近几年来，大多数变频器厂商在其低成本驱动中引入了无传感器永磁交流电动机控制技术。以前，永磁电动机仅用于伺服系统或者采用闭环反馈控制的特定场合，几乎不在风扇、泵和其他大负载应用中使用，因为闭环控制的系统成本较高且安装复杂。现在，由于无传感器永磁电机控制技术在变频器中的使用，永磁交流电动机得以在宽范围变速、高占空比应用中发挥节能优势。

无传感器永磁交流电机控制的变频器配置比用于感应电机的变频器配置复杂得多。感应电机控制算法已经历了20多年的发展，而永磁交流电机的无传感器控制算法研究历史相对较短;同时，来自不同供应商的永磁交流电机产品比感应电机产品具有更多的不同特性参数。

感应电动机的变频器配置已经趋于成熟，将感应电动机铭牌上的特性参数输入变频器，运行自动配置程序，电机就可以准备使用了。而永磁交流电动机的变频器配置需要更多的电机参数，包括一些铭牌上没有的参数。永磁交流电动机的性能较大程度上也取决于不同的变频器、不同的无传感器控制算法和是否对变频器参数进行了恰当配置。

除了与感应电机类似的铭牌数据(额定功率、额定速度、额定频率、满载电流和额定电压)外，永磁交流电机的绕组电感、绕组电阻和绕组反向电动势也须在变频器中仔细配置。为了实现变频器的精确配置，电感参数对于获得IPM电机和SPM电机的最优扭矩输出和最佳电机效率也非常关键。在永磁交流电动机转动之前还须先确定磁极位置，兼容永磁交流电机的变频器能够在电机起动算法中对其进行选择，达到不同的磁凸极性。永磁交流电机能够在更宽的速度和扭矩区间内提供较高的运行效率。使用不同的变频器，高效永磁交流电机的效率和扭矩关系也不同。未满载状态下，选择适当的满足应用的参数设置，可将电机效率提高5% ～10%。

只有选择合适的变频器并恰当地配置好参数，永磁交流电机才可能比感应电机更节能，实现效率提升并获得稳定的电机控制。