在“双碳”目标与制造业降本增效的双重驱动下，国内某大型工业水泵制造商面临迫切的产品升级压力：其主力产品采用的异步感应电机（IE3能效等级） 已无法满足最新能效标准与客户对极致运行成本的要求。企业决定对拳头产品进行全线升级，搭载自主研发的超高效永磁同步电机系统（目标IE5能效），但这并非简单的部件替换，而是一个涉及电磁、结构、控制与散热的全新系统工程。
项目挑战：新旧系统的兼容与整体性能跃升
- 安装互换性：新电机系统需严格沿用原有设备的安装法兰、轴伸尺寸，这对电机设计提出了严苛的空间限制。
- 控制匹配性：全新的电机需要与水泵的负载特性（平方转矩特性）完美匹配，传统的V/F控制无法发挥永磁电机高效优势，必须开发专用的矢量控制算法。
- 散热可靠性：在紧凑空间内实现IE5效率，意味着更低的损耗，但也对散热设计提出了更高要求，需确保在全年各种工况下的可靠运行。
中试平台的一体化解决方案
企业委托我方中试平台，作为外部技术协作方，主导此次系统升级的工程化实现：
- 协同设计与样机试制：
平台机械与电气工程师团队，与客户研发部门紧密协作，在3周内完成了三版电磁与结构设计，并利用平台的快速样机制作能力，加工出2台全功能工程样机，确保了安装尺寸的完全兼容。 - 系统级测试与控制算法调优：
这是项目的核心环节。平台将样机与真实的水泵负载在对拖测试台架上联接，模拟实际运行工况：- 负载匹配测试：绘制出电机在全流量范围内的效率MAP图，精准识别高效运行区间。
- 控制算法迭代：基于测试数据，平台的控制工程师与客户一同，对驱动器的矢量控制参数、弱磁控制策略进行了超过50轮的在线调试与优化，使系统在90%的常用工况点效率提升超过8%。
- 温升与可靠性验证：在环境模拟舱中，对样机进行了连续48小时的满载温升试验和高温高湿循环试验，验证散热设计的有效性。
- 工艺优化与量产转化：
针对新电机定子绕线复杂、磁钢装配精度要求高等特点，平台工艺团队设计了专用的绕线模具和磁钢装配工装，并输出了详细的作业指导书（SOP） 和关键质量控制点（QC）清单，直接支持客户产线改造。
项目成效：
经过三个半月的紧密合作，全新的高效永磁同步水泵电机系统成功落地。经国家权威机构检测，能效稳定达到IE5标准，较原系统平均节能25%以上。客户凭借此升级，不仅巩固了现有市场，更成功获得了多个要求“零碳工厂”配套的标杆订单。本项目也成为传统机电产品通过系统性中试验证，实现能效跃升的典范案例。