1、鹽城市金海洋機電科技有限公司 永磁聯軸器與永磁調速器技術介紹l電機系統用電量約占全國用電量的電機系統用電量約占全國用電量的 60，適合調速節能的電機設備又，適合調速節能的電機設備又約占約占 60%。因此，應用調速節能，對耗電大的設備做一些工藝上的節。因此，應用調速節能，對耗電大的設備做一些工藝上的節能改造能改造,利用節能的效果來降低各企業的用電成本利用節能的效果來降低各企業的用電成本,可提高各企業經營上可提高各企業經營上的利潤空間和市場競爭力。的利潤空間和市場競爭力。l 大部分的設備，尤其是一些中高壓大功率設備，絕大部分時間都不大部分的設備，尤其是一些中高壓大功率設備，絕大部分時間都不是滿負荷

2、運行，設備運行的自動化程度較低，如各種風機，水泵等。是滿負荷運行，設備運行的自動化程度較低，如各種風機，水泵等。在這些設備和系統中，存在著相當大的容量富裕和能量浪費，有很大在這些設備和系統中，存在著相當大的容量富裕和能量浪費，有很大空間進行節能調速改造。空間進行節能調速改造。l 各種風機，水泵工頻運行存在以下的問題：各種風機，水泵工頻運行存在以下的問題：1. 流量通過節流閥門或擋板調節，節流損失大，效率低；2. 設備與電機機械硬聯結：振動相互傳遞，相互影響，振動大；3. 電機帶載啟動，啟動電流大，對用電沖擊大；4. 壓力波動大，可能產生葉片或管道振動；5. 閥門或擋板節磨損或變形嚴重，導致系統

3、故障率高，維護成本高；l當前，社會上各種調速設備如高壓變頻調速，液力耦合調速, 滑差電機調速等, 都存在諧波干擾, 可靠度低, 維護需求高或效率差, 安全性低等問題, 常有節能不節費的現象, 亟待更完善的調速設備來實現電機系統的調速節能且避免不必要的副作用一個純機械裝置 .無機械連結革命性扭矩傳動技術一個純機械裝置 .無機械連結革命性扭矩傳動技術想象安裝容易可靠 / 少維護堵轉自動保護 對中不準下運轉控制負載輸出轉速緩沖/空載啟動延長設備壽命緩沖沖擊型負載降低震動構造簡單節能 愣次定律 (Lenzs Law)：當磁鐵棒N極接近導體板時，在導體上會產生一N極磁場來抵抗磁棒N極接近的，在導體板上之

4、磁場由一逆時針方向的感應電流(渦電流)所產生，如圖(一)所示，此現象稱為愣次定律。同理當磁鐵棒N 極平行于導體方向板移動時，在導體板上會產生抵抗磁鐵棒N極前進的磁場、在導體板上會產生兩個磁場方向相反的磁場，在磁鐵棒N極前進的前方產生N極磁場抵抗磁鐵棒前進，磁鐵棒N極前進的后方產生S 極磁場抵抗磁鐵棒前進，如圖(二)所示。而且當磁鐵棒愈靠近導體板時，導體板上抵抗磁鐵棒相對運動的力量愈大。磁力線N S銅導體當磁力線通過銅導體，靜止時不會有作用當兩者有相對運動，磁力線在導體中移動產生感應渦電流(Eddy Current)，進而在銅導體上產生感應磁場，而產生扭距越靠近時磁力線密度越密集，產生效應越強，

5、扭距越大; 相對運動越快，效應越強，產生扭距越大（轉差越大，扭距越大）相對運動越大，兩者感應同極磁場越強，產生互相排斥的力量 (磁懸浮效應)永磁聯軸技術SNSSN上視側視感應磁極導體盤上的渦電流Eddy CurrentSNSNNSNSSNNSSNNSNSSNNSSNNSNSSN三個力量作用在永磁體上1. 遠離端渦電流產生的磁偶 拉力2. 永磁體與鋼盤間的磁力 吸力3. 靠近端渦電流產生的磁偶 推力轉動方向鋼盤YYXX123 X 方向的力量 = 產生扭矩的力量永磁體數量 = X, 則 (F1X + F3X) Y 方向的力量 = 互相吸引或排斥(推開)的力量永磁體數量 X , 則 (F1X + F

6、2X - F3X)轉差大到某程度時會導致 F3X (F1X + F2X)永磁轉子會推開導體盤,此效應是: 延遲型永磁聯軸器與限矩型永磁聯軸器的基本原理三個力量作用在永磁體上1. 遠離端渦電流產生的磁偶 拉力2. 永磁體與鋼盤間的磁力 吸力3. 靠近端渦電流產生的磁偶 推力傳統聯軸器低端聯軸器較高端聯軸器Flexible ShaftRubber (Tire)JawBeam (Bellow)PinRigidChainGearGridDiscAngularMisalignmentParallel / OffsetMisalignmentAxialMisalignment傳統聯軸器都有以下問題:永磁聯

7、軸技術無機械連結的創新扭矩傳動技術永磁聯軸器啟動特性與節能最大啟動電流百分比 時間 (秒) 轉差率 節能率 傳統聯結 永磁聯軸3%6%5%15%10%19%15%28%20%36%低維護 (無易損件 )安裝簡單 (無需精密對中)高效扭矩傳輸 (兼具節能效果)允許沖擊負載 (負載被緩沖及滑移)自動堵轉保護 隔離震動節能 理想應用場合: - 輸送帶 (減少皮帶沖擊) - 周期性負載堵轉 - 脈沖型的負載 (引擎,往復式空壓機) - 熱脹冷縮 (吸收對中不準度) - 因對中不易引發異常振動 - 固定轉速下的節能 永磁聯軸器特點：FGC & MGEMGTLMGD儲運部使用泵系統應用狀況是每天打

8、幾小時, 每次全負荷運轉, 所以無調速節能空間 ?l真是如此嗎? 請參考以下分析l如一臺90KW電機的泵，l在轉速1485rpm下工作7小時，能滿足流量總需求，l我們將轉速調至1337rpm (90%)，單位流量減少10，l要輸送同等流量，時間需增加11。l在全轉速時7小時用電量為907630千瓦小時，l在90%轉速運行時，用電量為90(0.9)37(1.11)510千瓦小時，節能19。l簡單說, 轉速降低10%, 運轉時間增加10% 可以節能 19%!l要做這樣的改變不需上變頻器, 不需上永磁調速器, l只需上永磁聯軸器即可實現化工部某泵系統應用狀況是每天連續運轉, 無流量控制需求, 無調速

9、節能空間?l真是如此嗎? 泵的出口閥們是否全開?l如一臺100KW電機的泵，在轉速1485rpm下連續工作，為符合實際流量與壓力需求出口閥門保持在80%的開度l我們將出口閥們全開, 轉速約可調降至1337rpm (90%)，即可符合工藝需求的流量。l在全轉速時24小時用電量為100242400千瓦小時，l在90% 轉速運行時，用電量為100(0.9)2241750千瓦小時，節能18。l簡單說, 轉速降低10%, 可以節能 18%!l要做這樣的改變不需上變頻器, 不需上永磁調速器, 只需上永磁聯軸器即可實現 風機泵典型應用 當前，社會上各種調速設備如高壓變頻調速，液力耦合調速, 滑差電機調速等,

10、 都存在諧波干擾, 可靠度低, 維護需求高或效率差, 安全性低等問題, 常有節能不節費的現象, 亟待更完善的調速設備來實現電機系統的調速節能且避免不必要的副作用 永磁聯軸器與調速器具有調節范圍廣、響應速度快、設備結構簡單，故障率底，維護成本低、可靠性高使用壽命長等優點。相對于其它調速設備維護成本高、運行環境要求苛刻、可靠性逐年下降的問題，永磁調速優勢明顯，是最新型的自動調速節能設備,最能實現提高生產效率和機組自動化水平的要求。l離心泵,風機 (3000KW)l中高壓電機系統l節能需求l環境對諧波或電磁波要求高l可靠度要求高l調速,控制需求l環境惡劣 (粉塵, 風雨)l難以排除之震動l周期性的負

11、載堵轉l脈沖型負載l熱脹冷縮,對中不易ln永磁調速驅動器應用場合l氣隙由工業型標準執行器來調控l改變氣隙,改變轉速l負載端轉速,可調整, 可控制,可重復n永磁調速驅動器應用420mA遙控420mA返饋n永磁調速驅動器應用控制/反饋信號電機PLC現場控制器(或直接到DCS)壓力, 流量或其它控制信號風機水泵或其它負載設備執行器永磁調速器控制/反饋信號(4 20 mA)反饋遙控轉速人機界面n永磁調速節能技術十大優點高效節能 (可無級 098% 調整轉速)簡單 (構造簡單,容易安裝,本身無需電源)可靠 (不怕惡劣環境,壽命長達 30 年)軟啟動 (電機完全在空載下啟動,大幅降低啟動電流)不怕堵轉,不

12、怕脈沖型負載 (保護電機,機械密封,etc.)容忍對心誤差,隔離并減低振動延長設備壽命,增長MTBF (故障周期)無諧波 (不傷害電機,不影響電網功因)無 EMI (電磁波干擾)降低擁有者總成本 (最高投資效益 )永磁調速器的應用 空冷空冷-水平水平, 直接聯結式直接聯結式空冷-水平, 直接聯結式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, 剛性基座或支撐軸MotorLoad剛性基座剛性基座l立式泵與立式電機專用l需要搭配所需推力軸承l附電機安裝托盤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適用高功率大型水泵或風機, 已成功應用于水廠, 水處理廠, 煉油, 石化, 鋼鐵, 煤碳, 火力電廠l可臥式與立式安裝l最高功率可達 4000KW（1500rpm時）調速節能的原理：離心負載符合比例定律(Affinity Law) (與轉速成正比)(與轉速平方成正比)(與轉速三次方成正比)流量減少 20%壓力降低 36%能耗減少 49%轉速降低 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 采用永磁調速器技術，可以通過調節氣隙實現流量和/或壓力的連續控制，取代原系統中控

14、制流量和/或壓力的閥門或風門擋板，在電機轉速不變的情況下，調節風機或水泵的轉速。風機水泵等離心負載符合相似定律：Q1/Q2= (n1/n2) (流量變化與轉速變化成正比)H1/H2= (n1/n2)2 (壓力變化與轉速變化的平方成正比)P1/P2= (n1/n2)3 (負載功率變化與轉速變化的立方成正比)T1/T2= (n1/n2)2 (負載扭矩變化與轉速變化的立方成正比)電機輸出功率P = T x (功率 = 扭矩 x 轉速)所以電機輸出功率 P1/P2 = (n1/n2)2電機扭矩M 電機所輸出的扭矩負載扭矩L 負載在特定轉速, 流量, 壓力下所需扭矩=MotorLoad負載扭矩L電機扭矩MT1/T2= (n1/n2)2 (負載扭矩變化與轉速變化的立方成正比)電機輸出功率P = T x (功率 = 扭矩 x 轉速)所以電機輸出功率 P1/P2 = (n1/n2)2 變頻器的故障率隨溫度升高而成指數的上升。使用壽命隨溫度升高而成指數的