一、概述

随着环境恶化、资源匮乏，节能减排已成为中国乃至世界各国政府工作重要内容之一，为此各国政府在节能减排相关技术的研发及产品的推广方面加大投资。根据我国的经济结构形式和高能耗产业的布局情况，工业领域的节能减排将是重中之重。因此，电机系统的节能改造又是首要任务，电机系统节能改造的发展方向主要有两个：

电机本体节能高效的实现

传动系统节能高效的实现

直驱式三相永磁同步电动机同时体现了上述两个节能改造的发展方向。

通常在重量基本相同的情况下，三相永磁同步电动机相比普通异步电动机的效率根据负载率的不同，可平均提高大 约4%-10%。

从上图可以看出：只要你一直在用永磁电机，你就一直在赚钱（节省电费）。

当驱动电机的效率提高到相对极限时，若想继续提高电机效率难度很大，付出的代价较高，因此，必须在此基础上对机械传动系统进行节能改造，简化动力系统传动环节，缩短传动链，继而提升电机系统的工作效率，这就需要一种低速大转矩的驱动电机，异步感应电动机因自身的特点所限，无法做到低速大转矩，而永磁电机是稀土永磁材料提供电机的励磁磁场，定子绕组可采用分数槽集中绕组技术，以解决大极数电机定子槽多的问题，能够直接满足负载需要的转速和转矩要求。

永磁电机直驱技术就是：采用低速大转矩三相永磁电动滚筒取代异步电动机+齿轮减速箱的传统驱动系统。

传统大型机械装备中，主要涉及的是低速和大转矩，通过异步电动机+减速箱实现低速大转矩来运行，传动环节较多，传动链较长，传动效率低下。

皮带输送机就是这类机械装备的典型。如下图：

采用直驱式三相永磁同步电动机直接驱动滚筒，省去了减速机、液力偶合器及一套联轴器，实现高效节能、降低噪音、结构紧凑、工作可靠、减少维护、运行平稳。

通常的皮带输送机，大多采用的电机为异步电动机，负载率一般都不是很高，从上面效率-负载率关系曲线图中可以看出，在此工作状态下的异步电机效率和功率因数低下，同时配置的减速机减速比约为20-40，大减速比的齿轮箱的效率也不会太高。

永磁直驱技术是近年来开发的一项突破性新技术，低速永磁电机具有高可靠性、低速大扭矩、可在恶劣环境下应用、提高传动系统的效率、极大减少整体系统振动、减少系统维护和延长系统使用寿命等特点。这些优良特性使其成为皮带输送机等重载设备节能技术改造的首选。

二、永磁滚筒电机直驱技术特点

①　结构简单，省去减速机、液力耦合器、联轴器等部件，极大地节省空间，是原占用空间的20%，减少基建成本。

外形结构简单，把永磁同步电机直接做成滚筒，STYB系列工业智能滚筒轴固定不动，相当于电机的定子部分；滚筒筒面相当于电机的转子部分，取消了传统的电励磁，当通入对称三相交流电后，电机工作，即滚筒工作。

②　与原系统相比，减少75%的检修维护量和维护材料投入

驱动部结构简单，只有驱动器+滚筒的结构，改变了传统的电动机、耦合器+减速器、驱动滚筒三位一体的布置方式，减少了原系统75%的维护量、维护材料投入和检修维护中的安全隐患。

③　减少现有结构中运行时地形变化对设备轴中心对准的问题

工业智能滚筒的一体式设计，解决了系统传动中由于巷道地板压力变化，造成原系统轴对接配合错位的问题，极大地提高了系统安装的可靠性，降低故障率。

④　极大的降低能耗，节约用电成本，平均能耗降低40%左右

工业智能滚筒，本身就是一台永磁同步电机，主要有以下节能特性：

A.采用一体式结构（把电机直接做成滚筒），直接传动效率高，机械传动效率接近100%。能效等级达到国标1级能效相关认证。

B.自身效率高。优化的磁路设计+钕铁硼永磁代替电励磁+高导磁硅钢片的应用。

C.运行效率高。25%-100%额定转速时，效率达到93%-97%，10%-100%负载时，STYB系列工业智能滚筒的效率基本不变。

D.功率因素高。随负载的变化，STYB系列工业智能滚筒的功率因素基本不变。

永磁电机直驱系统与几种现有常见传动方式的优劣对比：