永磁联轴器与永磁调速器技术介绍PPT课件

1、盐城市金海洋机电科技有限公司 永磁联轴器与永磁调速器技术介绍l电机系统用电量约占全国用电量的电机系统用电量约占全国用电量的 60，适合调速节能的电机设备又，适合调速节能的电机设备又约占约占 60%。因此，应用调速节能，对耗电大的设备做一些工艺上的节。因此，应用调速节能，对耗电大的设备做一些工艺上的节能改造能改造,利用节能的效果来降低各企业的用电成本利用节能的效果来降低各企业的用电成本,可提高各企业经营上可提高各企业经营上的利润空间和市场竞争力。的利润空间和市场竞争力。l 大部分的设备，尤其是一些中高压大功率设备，绝大部分时间都不大部分的设备，尤其是一些中高压大功率设备，绝大部分时间都不是满负荷

2、运行，设备运行的自动化程度较低，如各种风机，水泵等。是满负荷运行，设备运行的自动化程度较低，如各种风机，水泵等。在这些设备和系统中，存在着相当大的容量富裕和能量浪费，有很大在这些设备和系统中，存在着相当大的容量富裕和能量浪费，有很大空间进行节能调速改造。空间进行节能调速改造。l 各种风机，水泵工频运行存在以下的问题：各种风机，水泵工频运行存在以下的问题：1. 流量通过节流阀门或挡板调节，节流损失大，效率低；2. 设备与电机机械硬联结：振动相互传递，相互影响，振动大；3. 电机带载启动，启动电流大，对用电冲击大；4. 压力波动大，可能产生叶片或管道振动；5. 阀门或挡板节磨损或变形严重，导致系统

3、故障率高，维护成本高；l当前，社会上各种调速设备如高压变频调速，液力耦合调速, 滑差电机调速等, 都存在谐波干扰, 可靠度低, 维护需求高或效率差, 安全性低等问题, 常有节能不节费的现象, 亟待更完善的调速设备来实现电机系统的调速节能且避免不必要的副作用一个纯机械装置 .无机械连结革命性扭矩传动技术一个纯机械装置 .无机械连结革命性扭矩传动技术想象安装容易可靠 / 少维护堵转自动保护 对中不准下运转控制负载输出转速缓冲/空载启动延长设备寿命缓冲冲击型负载降低震动构造简单节能 愣次定律 (Lenzs Law)：当磁铁棒N极接近导体板时，在导体上会产生一N极磁场来抵抗磁棒N极接近的，在导体板上之

4、磁场由一逆时针方向的感应电流(涡电流)所产生，如图(一)所示，此现象称为愣次定律。同理当磁铁棒N 极平行于导体方向板移动时，在导体板上会产生抵抗磁铁棒N极前进的磁场、在导体板上会产生两个磁场方向相反的磁场，在磁铁棒N极前进的前方产生N极磁场抵抗磁铁棒前进，磁铁棒N极前进的后方产生S 极磁场抵抗磁铁棒前进，如图(二)所示。而且当磁铁棒愈靠近导体板时，导体板上抵抗磁铁棒相对运动的力量愈大。磁力线N S铜导体当磁力线通过铜导体，静止时不会有作用当两者有相对运动，磁力线在导体中移动产生感应涡电流(Eddy Current)，进而在铜导体上产生感应磁场，而产生扭距越靠近时磁力线密度越密集，产生效应越强，

5、扭距越大; 相对运动越快，效应越强，产生扭距越大（转差越大，扭距越大）相对运动越大，两者感应同极磁场越强，产生互相排斥的力量 (磁悬浮效应)永磁联轴技术SNSSN上视侧视感应磁极导体盘上的涡电流Eddy CurrentSNSNNSNSSNNSSNNSNSSNNSSNNSNSSN三个力量作用在永磁体上1. 远离端涡电流产生的磁偶 拉力2. 永磁体与钢盘间的磁力 吸力3. 靠近端涡电流产生的磁偶 推力转动方向钢盘YYXX123 X 方向的力量 = 产生扭矩的力量永磁体数量 = X, 则 (F1X + F3X) Y 方向的力量 = 互相吸引或排斥(推开)的力量永磁体数量 X , 则 (F1X + F

6、2X - F3X)转差大到某程度时会导致 F3X (F1X + F2X)永磁转子会推开导体盘,此效应是: 延迟型永磁联轴器与限矩型永磁联轴器的基本原理三个力量作用在永磁体上1. 远离端涡电流产生的磁偶 拉力2. 永磁体与钢盘间的磁力 吸力3. 靠近端涡电流产生的磁偶 推力传统联轴器低端联轴器较高端联轴器Flexible ShaftRubber (Tire)JawBeam (Bellow)PinRigidChainGearGridDiscAngularMisalignmentParallel / OffsetMisalignmentAxialMisalignment传统联轴器都有以下问题:永磁联

7、轴技术无机械连结的创新扭矩传动技术永磁联轴器启动特性与节能最大启动电流百分比 时间 (秒) 转差率 节能率 传统联结 永磁联轴3%6%5%15%10%19%15%28%20%36%低维护 (无易损件 )安装简单 (无需精密对中)高效扭矩传输 (兼具节能效果)允许冲击负载 (负载被缓冲及滑移)自动堵转保护 隔离震动节能 理想应用场合: - 输送带 (减少皮带冲击) - 周期性负载堵转 - 脉冲型的负载 (引擎,往复式空压机) - 热胀冷缩 (吸收对中不准度) - 因对中不易引发异常振动 - 固定转速下的节能 永磁联轴器特点：FGC & MGEMGTLMGD储运部使用泵系统应用状况是每天打

8、几小时, 每次全负荷运转, 所以无调速节能空间 ?l真是如此吗? 请参考以下分析l如一台90KW电机的泵，l在转速1485rpm下工作7小时，能满足流量总需求，l我们将转速调至1337rpm (90%)，单位流量减少10，l要输送同等流量，时间需增加11。l在全转速时7小时用电量为907630千瓦小时，l在90%转速运行时，用电量为90(0.9)37(1.11)510千瓦小时，节能19。l简单说, 转速降低10%, 运转时间增加10% 可以节能 19%!l要做这样的改变不需上变频器, 不需上永磁调速器, l只需上永磁联轴器即可实现化工部某泵系统应用状况是每天连续运转, 无流量控制需求, 无调速

9、节能空间?l真是如此吗? 泵的出口阀们是否全开?l如一台100KW电机的泵，在转速1485rpm下连续工作，为符合实际流量与压力需求出口阀门保持在80%的开度l我们将出口阀们全开, 转速约可调降至1337rpm (90%)，即可符合工艺需求的流量。l在全转速时24小时用电量为100242400千瓦小时，l在90% 转速运行时，用电量为100(0.9)2241750千瓦小时，节能18。l简单说, 转速降低10%, 可以节能 18%!l要做这样的改变不需上变频器, 不需上永磁调速器, 只需上永磁联轴器即可实现 风机泵典型应用 当前，社会上各种调速设备如高压变频调速，液力耦合调速, 滑差电机调速等,

10、 都存在谐波干扰, 可靠度低, 维护需求高或效率差, 安全性低等问题, 常有节能不节费的现象, 亟待更完善的调速设备来实现电机系统的调速节能且避免不必要的副作用 永磁联轴器与调速器具有调节范围广、响应速度快、设备结构简单，故障率底，维护成本低、可靠性高使用寿命长等优点。相对于其它调速设备维护成本高、运行环境要求苛刻、可靠性逐年下降的问题，永磁调速优势明显，是最新型的自动调速节能设备,最能实现提高生产效率和机组自动化水平的要求。l离心泵,风机 (3000KW)l中高压电机系统l节能需求l环境对谐波或电磁波要求高l可靠度要求高l调速,控制需求l环境恶劣 (粉塵, 風雨)l难以排除之震动l周期性的负

11、载堵转l脉冲型负载l热胀冷缩,对中不易ln永磁调速驱动器应用场合l气隙由工业型标准执行器来调控l改变气隙,改变转速l负载端转速,可调整, 可控制,可重复n永磁调速驱动器应用420mA遥控420mA返馈n永磁调速驱动器应用控制/反馈信号电机PLC现场控制器(或直接到DCS)压力, 流量或其它控制信号风机水泵或其它负载设备執行器永磁调速器控制/反馈信号(4 20 mA)反馈遥控转速人机界面n永磁调速节能技术十大优点高效节能 (可无级 098% 调整转速)简单 (构造简单,容易安装,本身无需电源)可靠 (不怕恶劣环境,寿命长达 30 年)软启动 (电机完全在空载下启动,大幅降低启动电流)不怕堵转,不

12、怕脉冲型负载 (保护电机,机械密封,etc.)容忍对心误差,隔离并减低振动延长设备寿命,增长MTBF (故障周期)无谐波 (不伤害电机,不影响电网功因)无 EMI (电磁波干扰)降低拥有者总成本 (最高投资效益 )永磁调速器的应用 空冷空冷-水平水平, 直接聯結式直接聯結式空冷-水平, 直接联结式LoadMotorLoadMotor支撐永磁轉子的重量支撐永磁轉子的重量空冷空冷-水平水平, 剛性基座或支撐軸剛性基座或支撐軸空冷-水平, 刚性基座或支撑轴MotorLoad剛性基座剛性基座l立式泵与立式电机专用l需要搭配所需推力轴承l附电机安装托盘立式空冷型立式透平泵立式泵出水頭 電機水冷型永磁調速

13、器l适用高功率大型水泵或风机, 已成功应用于水厂, 水处理厂, 炼油, 石化, 钢铁, 煤碳, 火力电厂l可卧式与立式安装l最高功率可达 4000KW（1500rpm时）调速节能的原理：离心负载符合比例定律(Affinity Law) (与转速成正比)(与转速平方成正比)(与转速三次方成正比)流量减少 20%压力降低 36%能耗減少 49%转速降低 20%QQPHHP實際需求流量設計選泵採購規格 (Q) x (H) x (Sp.Gr.)Pump 功率 = (K) x (Eff.)調降轉速節省的能耗關閥所增加的阻力 采用永磁调速器技术，可以通过调节气隙实现流量和/或压力的连续控制，取代原系统中控

14、制流量和/或压力的阀门或风门挡板，在电机转速不变的情况下，调节风机或水泵的转速。风机水泵等离心负载符合相似定律：Q1/Q2= (n1/n2) (流量变化与转速变化成正比)H1/H2= (n1/n2)2 (压力变化与转速变化的平方成正比)P1/P2= (n1/n2)3 (负载功率变化与转速变化的立方成正比)T1/T2= (n1/n2)2 (负载扭矩变化与转速变化的立方成正比)电机输出功率P = T x (功率 = 扭矩 x 转速)所以电机输出功率 P1/P2 = (n1/n2)2电机扭矩M 电机所输出的扭矩负载扭矩L 负载在特定转速, 流量, 压力下所需扭矩=MotorLoad负载扭矩L电机扭矩MT1/T2= (n1/n2)2 (负载扭矩变化与转速变化的立方成正比)电机输出功率P = T x (功率 = 扭矩 x 转速)所以电机输出功率 P1/P2 = (n1/n2)2 变频器的故障率随温度升高而成指数的上升。使用寿命随温度升高而成指数的