铜转子电机与永磁电机能效比较研究

　　在2015年全球电机系统能效论坛（Eemods）会议上，铜发展协会的可持续能源项目经理瑞查德德菲（Richard deFay），提交了一份铜转子电机和永磁电机测试结果报告。

　　德菲在会议中之指出：“业界曾认为，永磁电动机的效率优于感应电动机，但这不是事实”。铜发展协会计划对永磁（PM）电机与铜转子电机（CRM）进行相对公平的同类系统比较，采用由永磁电机制造商指定的驱动器，以确定市场营销索赔的有效性。

　　第一阶段的测试使用了来自三个不同制造商的7.5HP（5.5kW）铜转子电机和永磁电机进行比较。该试验在北卡罗来纳州先进能源电机测试实验室进行，试验历时数月。电机测试分三个阶段，都使用相同的变频器，根据电机负载和转速进行效率比较。

测试现场 

　　第一阶段测试的基础数据如下表：（频率永磁90hz，铜转子60hz） 

　　研究发现，永磁电机与铜转子电机在不同转速（1800、1600、1400、1200、1000RPM）情况下的测试能效比较的数据结果如下： （篮色代表铜转子电机，红色代表永磁电机） 

　　数据结果表明，在永磁90hz，铜转子60hz频率不同的水平上，铜转子电机的系统能效都比永磁电机要高。

　　第二阶段测试的基础数据如下：（频率永磁150hz，铜转子60hz ） 

　　测试在不同转速（1800、1600、1400、1200、1000RPM）情况下的能效比较的数据结果如下图表示（红色代表铜转子电机，蓝色代表永磁电机）： 

　　从第二测试阶段的研究可以看出，在永磁150hz，铜转子60hz频率不同的水平上，扭矩比例小的阶段，铜转子电机系统能效比永磁电机高，但随着扭矩百分比达到75%时，铜转子的系统效率开始低于永磁。 

　　第三阶段测试的基础数据如下：（永磁60hz，铜转子60hz频率相同）

　　测试在不同转速（1800、1600、1400、1200、1000RPM）情况下的能效比较的数据结果如下图表示（红色代表铜转子电机，蓝色代表永磁电机）：

　　第三阶段测试表明，当频率相同条件下，铜转子电机的效率比永磁PM电动机更高。

　　“这个分析比较结果相当有趣，也表明必须要按照不同的马力速度对电机进行进一步研究。” 德菲先生说道。“我们现在有机会进行进一步更大规模的评估，更准确地评价铜转子电动机技术”。未来的测试可能包括：电机额定功率高达20马力（14.9kW）。

　　从上述例子可以看出，使用铜转子的异步电动机不仅能效远远高出铝转子电动机，而且与永磁电机相比也要不可替代的优势，例如，永磁材料在短路、高温和强烈振动等环境易发生失磁，故障时不能灭磁保护，在超速等异常条件下，永磁磁极容易受到较大影响。永磁同步发电机的这些固有缺陷，使它很难满足系统提出的高可靠、免维护的性能要求，而铜转子电机恰恰在此方面有非常优异的表现。电动机制造商Reliance Electric 认为铜转子电机是能够满足军方苛刻要求的唯一电机。