永磁同步电机相比异步电机存在诸多显著优势,例如效率较高、功率因数高、性能指标优良以及温升低等。在节能效果方面表现突出,它能够提升电网的品质因数,使现有电网容量得到充分发挥,进而节省电网投资。
异步电机的效率一般在90%左右。其转子绕组中的电流会产生一定的热量,这部分能量损耗约占总损耗的20 - 30%。特别是在低负载和低转速情况下,由于转子的转差率较大,导致更多的能量消耗在转子绕组上,效率会明显下降。
永磁同步电机在转子上嵌了永磁体后,由永磁体来建立转子磁场,在正常工作时转子与定子磁场同步运行,转子中无感应电流,不存在转子电阻损耗,只此一项可提高电机效率4%~50%。永磁同步电机在正常工作时转子无感应电流,效率较高,功率因数接近1。从曲线(图1)可以看出,永磁同步电机在负载率>20%时,其运行效率和运行功率因数随之变化不大,且运行效率>80%。
异步电机的启动转矩相对较小。在启动时,由于转子的转差率较大,启动电流也较大,为了限制启动电流,往往需要采用降压启动等方式,但这样会进一步降低启动转矩。
永磁同步电机设计时可以完全满足高起动转矩的要求,起动转矩倍数可达2.5倍甚至更高,有助于解决“大马拉小车”的问题。
异步电机工作时,转子绕组有电流流动,而这个电流完全以热能的形式消耗掉,所以在转子绕组中将产生大量的热量,使电机的沮度升高,影响了电机的使用寿命。
永磁同步电机转子绕组中不存在电阻损耗,定子绕组中较少有或几乎不存在无功电流,使电机温升低,延长了电机的使用寿命。
异步电机的功率因数低,需要从电网中吸收大量的无功电流,增加电网负担;同时无功电流在电网及发电设备中均要消耗部分电能,造成电力电网效率变低,影响了电能的有效利用。同样由于异步电机的效率低,要满足输出功率的需求,势必要从电网多吸收电能,进一步增加了电网能量的损失,加重了电网负荷。
永磁同步电机的功率因数高,减少了对电网的无功需求,有助于改善电网品质。同时,因永磁电机的高效率,也节约了电能。