永磁调速技术交流

英

现

金

弥

缘

色

节

能作

动

业

上

的

又

一

总单学永磁调速传动装置MagR

P

O

RO

NMagnaDrive

美国麦格钠公司成立于1999年，总部设在美国华盛顿州西雅图市。公司发起人是波音公司-商务飞机公司前任董事长罗恩伍德先生。比尔°盖茨的父亲是麦格钠公司的股东之

一。

公司技术研发和管理团队成员多数来自美国波音公司飞机传动技术部。MaC

1

Vie分：DeloitteTechnologyFast

100IwdusrmyWeekKVTechnologyofrHeYEARδMagna!

成FMagnaDrive

麦格钠的突破性磁技术集高科技、节能、

环保、低碳排放于一身，实现了全球传动史上新的革命，提供了高效益、低能耗的解决方案，能在节约能

源和实现过程控制的同时，增强可靠性，

降低维护成本，有效地实现了传动技术的绿色节能。该技术己经

成功地通过了多次试验，其中包括美国海军最严格的

9—G的抗震试验。经过十来年的发展，麦格钠的产品

已经销往世界40多个国家和地区，涉及造纸、发电、灌溉业、海事、化学工业、矿业、石油天然气、钢铁等行业，成为全球最重要的传动技术供应商。Magna

Drive的永磁驱动技术独特性的创造了以气隙的方式取代了以往电机与负载之间的物理性连接方式，这种革命性技术的应用可以大大减少电动机的能耗，减少电动机象统的震动，完美的电流曲线消除了对电网的污染，

实现了能量的空中传递，从而颠覆了传统的调速理念，被誉为工业史上的一次革命，是世界领先和独家占有的革命性技术Magf

Ue

艺求Vag

D己

系道被美国《工业周刊》评选为2001年度最佳技术被《企业》杂志评选为美国进步最快私人企业500强获得美国西北能效协会资助德勤公司将MagnaDrive

列

入

北

美

进

步

最

快

技

术

公司

1

0

0

强

。通过美国海军最严格的9-G抗震试验，并已经开始批量采购在美国获得17项专利技术，在全球共获得专利二百多顶IndusrryWeek

YTechnoloqyof

THEYEARDeloitte.TechnologyFast

100永

磁

體

耦

合

器感

應

驅

動

與

氣

隙氣隙越小磁體與導體間感應越强磁體相對位移越快，感應電流越大，導體與磁

體間感應力越大永磁體舆感應磁極間相互引力使得扭矩可以隔

空傅遞麥格的産

品讓扭矩傳輸可控扭矩傳輸效率可通過調整氣隙來控制

>氣隙最小，

傅輸扭矩最大氣隙

最

大

，

傳

輸

扭

矩

最

小技術6遵體中的渦流

電流S永

磁

體

感

應

現

象通過感應磁極奥永磁體問的相互作用萬求傅遞扭矩SIDEVIEWTOP

VIEW技術磁

極S7永

磁

體

感

應

現

象氯隙越小，座生感應磁力越强Technology8相同氣隙時,速度越快(2大於1),相互引力越大，

傳輸扭矩越大永

磁

體

感

應

現

象銅

導

體

相對位移速度

1銅

尊

體2Technology9〇永磁驱动装置的基本结构

：导体转子电

机

轴磁

转

子载

轴气隙由于电机旋转时，带动铜盘

在磁盘所产生的强磁场中切

割磁力线，因而在钢盘中产

生涡流电流，该涡流电流反过来在铜盘周围产生反感磁

场，阻止铜盘与磁盘的相对

运动，从而实现了电机与负

载之间的扭矩传输。电机与

负载之间的扭矩传输，不同

于常规的机械连接方式，是

通过气隙连接的，它不仅可

以通过调整气隙实现转速调

整，还带来很多其它调速方式所不具备的优点。○永

磁

驱

动

装

置

的

工

作

原

理

；〇泉磁驱动装置的动邑展示麦

格

钠

的

产

品

优

势特

点容忍对中误差减少系统振动延长系统寿命恶劣环境使用堵转保护无谐波、电磁干扰容

易

安装

低

维

护

率空

载

启

动控

制

负

载

速

度机

械

的

，

非

电

子

装

置13〇

永磁驱动装置的分类；序号项目指标1转

速

范

围

：0~3000r/min2适

配电

机

功

率

：5~4000KW3转

矩

范

围

：0~30000Nm4工

作

温

度

范

围

：<100℃5安装精度：<3mm6效率：9

6

%

以

上7调

速

范

围

：0~99%8滑差：1%~4%9气

隙

调

节

范

围

：2mm~40mm技术参数固定气隙耦合器

(FGC

与MGE)■优点：消除热膨胀对对中的影响消除冲击加载(负载逐步加载)可驱动较高的启动惯性或扭矩高效率扭矩传输(>95%)需要更少的维护容易

安

装允许较大的轴校准公差能承受周期性负载堵转(滑差)有效减小振动可

用

于

负

载

有

规

律

跳

动■

应用场合：MGE,

规格从1.5KW

到500KW

FGC,

规格从2.8KW

到3700KW可以垂直安装(用垂直安装组件)

可正反转有较长的轴端间距○

永磁驱动装置的分类：延迟耦合器(MGD)■优点：除具备FGC

同样优点外还具备：启动时，将气隙从3mm

增加到4.8mm气隙增大减小了50%的启动扭矩，因而具备平滑启动能力MGD在耦合器内部建立了部分断开的特性，在负载堵转时，能保护电机和系统。在高扭矩发生时，因产生过度滑移而产生排斥力使磁盘与铜盘分开，减少扭矩传输，该排斥力分开

电机与负载，当电机停机后自动复位■

应用场合：1500转/分时，规格从6.25KW

到800KW3000转/分时，规格从12.5KW

到1500KW可以垂直安装(用垂直安装组件)可正反转有过载保护时，需要减少扭矩的系统○永磁驱动装置的分类：扭矩限制型耦合器(MGTL)■优点具备MGD

的所有特性MGTL

具备过载完全分离的特性当高扭矩发生时，因为过度滑移产生排斥磁力排斥力能完全分断电机与负载，实现过载系统保护功能

电机停机后自动复位■应用场合：1500转/分时，规格从6.25KW

到630KW3000转/分时，规格从12.5KW

到1500KW不能逆转无监视的系统(能自动保护)要求全面过载保护的系统○

永磁驱动装置的分类：标准的MGTL

轴

端

间

距

为

1

9

6

~

2

9

8mm优点■节能无线变速运转，高效自动节能■增加可靠度无需外接电源，可在高-低温、潮湿、肮脏、易燃易爆、电压不稳及雷电等

各种恶劣环境下工作；实验数据证明，平均无故障运行时间可达25年·降低维护成本大幅减轻振动：完全软启动，自动保护堵转·改善流程控制免去控制阀，操控更容易·无谐波干扰与变频器相比，无谐波、无需空调、防尘等其它设施永磁

驱

动

装置

的

分类：碟式网式直联齿轮○

传

统

的

连

接

元

件弹

性

联轴

器刚性联轴器橡胶销式爪型箱式软轴链式技术优势比较图

山

器同刚性联

轴

器

相比，

麦格钠永磁耦器

具

有

以

下

优

势

：

负

载

保

护

功

能消

除

激

光

校

对减少振动增加进程可靠性缓冲启动Lower

MaintenanceCostsRe

d

otalOwnership$ofTsteocCdu合·

·

·

·

·Increased

Process

AvailabilityLowerOperatingCostsImprovedSystem

Reliability21o

液力耦合器技

术

优

势

比

较液本传动同液力传动装置相比，麦格钠

系列产品具有以下优点：·

效

率

高·

可

靠

性

高·低维修率·

震

动

最

小

化·环境协调性好·停工频率低·缓冲启动ReducedTotalO

sohfip$rtwneCosLowerOperatingCostsLowerMaintenanceCostsIncreased

Process

AvailabilityImprovedSystem

Reliability23变

频

器插团西原雨两菌圆Inverter永

磁

调

速

驱

动

装

置变频器工作原理无

机

械

连

接

磁

场

传

递

扭

矩电

子

变

频

率流

量压

力调

节可以可以转速调节可以可以自

动

控

制可以可以节能8

0

%

转

速

及以

上

最

高8

0

%

转

速以

下

最

高过载保护滑差保护过流保护输

入电压

敏

感不是气候敏感不是环境适应好最差系统减震好差技

术

比

较

优

势永

磁

调

速

驱

动

装

置变频器增

加

轴

承

油

封

系

统

寿

命是否软启动空载启动低频启动频繁启停是否响应速度平缓快调节精度较高高输

入

功

率因

数同电机高于电机电力谐波无高寿命25年1

0

年安装难度容易难电

机

-

泵

轴

对

准公

差

大，

不

需

激

光

对

准公

差

小，

需

激

光

对

准技

术

比

较

优

势永

磁

调

速

驱

动

装

置变频器占

用空间小最大对电

机

-

泵

改

动安

装

在电

机

与

泵

之

间应

更

换

较

高

绝

缘

等

级

电机专

用

机

房不需要需要防护措施不需要防

雷，

空

调

，

防

尘故

障

查

找

难

度简便复杂故

障

点

数

量最少最多设

备

维

护能力要求工程师厂

商

+

电

工

+

电

子

工

程师

+

钳

工维

修

零

件

成

本低最高维护时间短很长轴

承

油

封

更

换

频

率低高技

术

比

较

优

势◎永

磁

驱

动

装

置

的

特

点1、

容

忍

对

中

误

差

≤

3mm轴

向

偏

移

轴

线

不

重

合轴线不重合抽线不重合水平偏移MagnaDrive有倾角的时候可以运行MagnaDrive不对中的情况可以运行MagnaDrive轴向震动时候可以运行MagnaDrive有倾角的时候可以运行电机轴

负载轴

电机轴

负载轴龙磁

工功装量对切言能装道四

型械

实

装

要

非

，

必

须

对

电

、

两或水泵进行滞密细校准。

香则系统

安装后，会引越强烈的机械振动和

噪音，并会造成轴承、密封圈等部

件的加速磨损，

增加维护维修成

本。

永磁驱动装置采用气隙而不采

用物理性连接来传递扭矩，

因而对

电机和负载的连接精度要求大大降

低，除安装时不需要激光轴校准

外，

因为无物理性连接，

由连接精度所造成的机械振动和噪音大大降

低，

实践证明，

这种气隙连接方

式，

可降低振动80%左右。〇永磁驱动装置的特点：7

显

著

减

少

系

统

震

动

和

噪

音○设备不对中、振动实验装置联轴器不对中振动实验装置。不对中、振动造成故障在不对中振动的情电

机

和

柱

塞

泵

之间

联轴

器

不

对中，

造

成

联

轴

器

顶

死，

导

致

后

轴

承

受

力，

在

运

转的时

候撞击所导致轴承损

坏

。○

不

对

中

、

振

动

造

成

的

故

障不

对中、

振

动造

成电

机失

效不

对中、

振

动造成轴承失效○

不

对

中

、

振

动

造

成

的

故

障不对中、振动造成轴疲劳断裂○不对中、振动造成的故障○不对中、振动造成的故障不

对中、振

动

造

成

基

础螺

丝

松

动盘

式

联

轴

器

由

于

不

对

中造成振动损坏○

设

备

振

动

引

发

的

故

障速度降低，存在差异3%5%10%15%较短的浪涌持续时间〇永磁驱动装置的特点：3、

缓冲启动降

低

启

动峰值减

少

启

动

时

间频

繁

启

动达到节能效果9%14%27%39%20

-节

约

能

源80

-60-40-占最大锁定转子电流的%较低的

高峰需求100

-406020305070100〇家

磁

驱

动

装

置

的

特

点

：4、

具有过载保护功能电机系统在运行时常常会出现系统

过载或堵转现象导致电机被烧损的现象发生，

安装永磁驱动装置后，

由于电机和负载轴没有直接的物理

连接，对于冲击型负载及有堵转可

能的设备具有缓冲与自动保护的功

能，减少电机被烧损的概率。

因此

可以很简单的解决驱动系统中最难

解

决

的

问

题

。永磁调速驱动装

置，可以通过调节

气陈来实现流量或

压力的连续控制，

取代原系统中控制

流量和压力的阀门

或风门挡板，在电

机转速不变的情况

下，调节风机或水

泵的转速而达到节能

的

目

的。〇永磁驱动装置的特点：5、

高

效

节

能永

磁

驱

动

装

置

的

动

画

展

示节能高达

7

0

%以

E永

磁

驱

动

装

置

的

节

能

应

用

：○永

磁

驱

动

装

置

的

特

点6、

绿

色

环

保永磁驱动装置本身为纯机

械

结

构

，除

自

身

不

用电

外

，

同

时还不产生谐波

和

电

磁

干扰等污染，是绿色环保品美

国

海

军

曾

对

电

机

安

装

磁调速驱动装置后维护率进行评

估

，

如

：

一

个

航

母

编

队

在安装了永磁驱动装置后，

系

统维修和维护时间由原来的

29个海军日减少到8个海军日，

同时可以缩减至少1700名设备维护人员○永

磁

驱

动

装

置

的

特

点

：7、

结构简单、安全可靠、降低设备的维修率和维修费

用〇永

磁

驱

动

装

置

的

特

点

：8、

应

用

范

围

广

、

适

应

环

境

能

力

强◆

足应明行发电；

洛整，

蓉他、水处理、采矿与水泥、纸浆友造纸、暖通空消、海运等行业的泵、

风机、

离心机、输送带及其他电机驱动装置。可在高温、低温、

高海拔、高粉尘、

湿度大、

雷击、

易燃易爆、

腐蚀、空间狭小等恶劣环境中使用适应于任何电机，对电力品质无要求〇永

磁

驱

动

装

置

的

特

点

：9、

体积小，

安装方便、

易于改造

永磁驱动装置体积小占地少，安装简单〇永磁驱动装置的还具备以下特点：◆

使岚险验稳世或

延经投卷全复报成局明◆

过程控制精度高。

(无级调速)◆

延长设备寿命，◆

增长MTBF(故障周期)。■购

置

成

本口

改

造

和

配

套

成

本■

运

行

成

本口

维

护

成

本初次购置成本改造&配套成本阵低运行成本减少维护成本永磁驱动装置变频器液

力

耦

合

器调

节

阀初

次

购

置

成

本

仅

占

全

寿

命

成

本

10%以

内减

少

能

源

用

量

降

低

操

作

费

用

减

少

事

故

发

生降低拥有者总成本$降

低

拥

有

者

总

成

本仅

需

现