1、青島斯普瑞機電科技永磁調速器磁力耦合器什么是永磁驅動技術什么是永磁驅動技術 ?PermanentMagnetDrive永久磁力驅動永磁驅動技術永磁驅動技術無機械連結的創新扭矩傳動技術磁力線N S導體 當磁力線經過導體，靜止時不會有作用 當兩者有相對運動，磁力線在導體中挪動產生感應渦電流(Eddy Current)，進而在導體上產生感應磁場，而產生扭距 越接近時磁力線密度越密集，產生效應越強，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 有效嚙合面積越大，穿過導體的磁力線越多，產生的渦電流越大，傳送的扭矩越大永磁驅動技術永磁驅動技術磁力耦合器永磁調速器永磁驅動產品永磁驅動產

2、品永磁耦合技術永磁耦合技術 “綠色綠色 / Green 想象想象無機械連結的創新扭矩傳動技術降低維護本錢,操作本錢,添加制程可控性,系統可靠度達成最低之擁有者總本錢永磁耦合器闡明 耦合器利用磁感原理傳輸扭矩 2個獨立組件，沒有物理接觸 精細的磁轉子組件里包含高能量的永磁體并安裝在負載軸上 精細的導體組件有導體筒和鋼筒并安裝在電機軸上 磁鐵和導體之間的相對運動產生渦流，渦流產生感應磁場，交互作用，經過氣隙傳送扭矩 可實現降速節能，需在靜止形狀下進展不同轉速的調理，高效節能永磁耦合器闡明 耦合器利用磁感原理傳輸扭矩 2個獨立組件，沒有物理接觸 精細的磁轉子組件里包含高能量的永磁體并安裝在負載軸上

3、精細的導體組件有導體筒和鋼筒并安裝在電機軸上 磁鐵和導體之間的相對運動產生渦流，渦流產生感應磁場，交互作用，經過氣隙傳送扭矩 可實現降速節能，需在靜止形狀下進展不同轉速的調理，高效節能永磁耦合器闡明 耦合器利用磁感原理傳輸扭矩 2個獨立組件，沒有物理接觸 精細的磁轉子組件里包含高能量的永磁體并安裝在負載軸上 精細的導體組件有導體筒和鋼筒并安裝在電機軸上 磁鐵和導體之間的相對運動產生渦流，渦流產生感應磁場，交互作用，經過氣隙傳送扭矩 可實現降速節能，需在靜止形狀下進展不同轉速的調理，高效節能 高效節能 低維護(無易損件 ) 安裝簡單(無需精細對中) 高效扭矩傳輸(兼具節能效果) 允許沖擊負載(負

4、載被緩沖及滑移) 隔離震動 柔性啟動 理想運用場所: - 保送帶 (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永磁耦合器特點：n 永磁耦合器第1、2代產品構造對比. 斯普瑞筒形永磁耦合器與其他盤式永磁斯普瑞筒形永磁耦合器與其他盤式永磁耦合器的區別耦合器的區別 同等功率條件下，筒形產品比盤式產品分量輕，體積小，轉動慣量小，效率更高； 筒形產品磁力方向為徑向，所以允許有較大的軸向竄動，而盤式構造磁力方向為軸向，所以對軸向竄動要求很嚴；該特點對大功率高壓電機很重要，由于大功率高壓電機多為軸瓦構造，允許在

5、軸向有一定量的竄動，盤式產品無法運用。 永磁驅動調速技術永磁驅動調速技術最簡單, 可靠的調速節能安裝 想象想象安裝容易安裝容易可靠可靠 / / 少維護少維護無諧波干擾無諧波干擾對中不準下運轉對中不準下運轉控制負載輸出轉速控制負載輸出轉速緩沖啟動緩沖啟動延伸設備壽命延伸設備壽命緩沖沖擊型負載緩沖沖擊型負載降低震動降低震動構造簡單構造簡單n永磁調速節能技術十大優點永磁調速節能技術十大優點 高效節能高效節能 (可無級可無級 098% 調整轉速調整轉速) 簡單簡單 (構造簡單構造簡單,本身無需電源本身無需電源) 可靠可靠 (容易安裝容易安裝,不怕惡劣環境不怕惡劣環境,壽命長達壽命長達 30 年年) 軟

6、啟動軟啟動 (電機完全在空載下啟動電機完全在空載下啟動,大幅降低啟動電流大幅降低啟動電流) 不怕堵轉不怕堵轉,不怕脈沖型負載不怕脈沖型負載 (維護電機維護電機,機械密封機械密封,etc.) 容忍對心誤差容忍對心誤差,隔離并減低振動隔離并減低振動 延伸設備壽命延伸設備壽命,增長增長MTBF (缺點周期缺點周期) 無諧波無諧波 (不損傷電機不損傷電機,不影響電網功因不影響電網功因) 無無 EMI (電磁波干擾電磁波干擾) 降低擁有者總本錢降低擁有者總本錢降低擁有者總本錢降低擁有者總本錢初次購置本錢僅占全壽命本錢30% 以內僅需現場部分改造或預留有限空間減少能源用量降低操作費用減少事故發生添加機械壽

7、命減少備品備件初次購置本錢初次購置本錢改造改造 & & 配套本錢配套本錢降低運轉本錢降低運轉本錢減少維護本錢減少維護本錢降低擁有者總本錢降低擁有者總本錢$ $大功率(200KW2500KW)中,高電壓的電機(3300伏特以上)節能需求環境對諧波或電磁波要求高可靠度要求高調速,控制需求環境惡劣難以排除之震動周期性的負載堵轉脈沖型負載熱脹冷縮,對中不易n永磁調速驅動器運用場所n其它控制其它控制/ /調速方式調速方式 閥/風門節流系統 液力驅動器(耦合器) 變頻器u傳統閥/風門節流系統問題:限制流量,耗能產生空穴氣旋/減壓閃蒸早期葉輪磨損添加機械負荷理想范圍外的不良控制u永磁調速vs

8、.閥/風門節流系統優點優點不足不足采用采用永磁調速永磁調速的好處的好處低的初始獲得成本較低的能源效率節能,可高達30%60%以上客戶對其十分熟悉數量大,控制復雜僅對泵轉速控制多個故障點單一,且可靠維護頻繁,費用高維護簡單量少,費用低空穴氣旋及減壓閃蒸,振動、耗能消除了空穴氣旋及減壓閃蒸,減振,節能有調節滯后與死區快速且無級調速操作范圍不佳維持最佳效率點操作緩沖啟動增加了MTBF,25年u液力耦合器問題:較低的能源效率高的維護要求環境問題振動問題空間限制u永磁調速 vs 液力驅動器(耦合器)優點優點不足不足采采用永磁調速器用永磁調速器的好的好處處廣告宣傳為“經濟型”較低的能源效率節能,可高出15

9、%以上允許擴展的啟動體積大,笨重體積小,輕巧用量很大陳舊的技術最新技術一些處理沖擊負載的能力有危險的液體,骯臟不污染環境,環保維護困難,費用高維護簡單量少,費用低多故障點單一,且可靠需要外部電力不需要,節能零備件昂貴維護少,費用低增加振動緩沖啟動,減振低MTBF,15年增加了MTBF,25年u變頻器(中/高壓)dU/dt limitationCommon mode filterFrequency ConverterChokeEMC filterBraking ChopperWhen applicable問題:諧波干擾EMI電磁波干擾電網功因,穩定度老化快,維護高振動問題空間限制工安不測優點優點

10、不足不足采用采用永磁調速器永磁調速器的好處的好處能處理超載扭矩要求變頻專用電機不需改造原電機負載系統能“向下級聯”驅動器易受電力質量的影響不需電力,電壓影響市場已接受需要環境條件控制(溫度,濕度),附加成本高可在惡劣環境使用,高可靠性,適合關鍵應用低功率可能更便宜.復雜簡單,可靠軟啟動能力快速老化,MTBF約10年耐用,MTBF為25年高精度,全范圍調速沒有快速重啟動能力容許快速重復啟動有電力諧波干擾無諧波干擾的問題維護復雜頻繁,需專業人員,零備件貴,費用高,時間長維護少,簡單,技術要求低,費用低,時間短需要額外空間安裝,空調僅需局部現場改造需激光校準軸,有振動,潛在的軸承“刻槽”問題容忍軸對

11、中不準度,減振,提升軸承與機械密封壽命帶載啟動空載啟動0102030405060708090100扭矩百分比扭矩百分比轉速百分比轉速百分比轉差轉差 電機是靠轉差產生所需扭電機是靠轉差產生所需扭矩來帶動負載矩來帶動負載 負載所需扭矩決議電機的負載所需扭矩決議電機的轉差轉差 電機的輸出功率視負載需電機的輸出功率視負載需求來決議，所需扭矩越大求來決議，所需扭矩越大輸出功率越大。輸出功率越大。功率功率 = 扭矩扭矩 x 轉速轉速0102030405060708090100扭矩百分比扭矩百分比轉速百分比轉速百分比轉差轉差 永磁驅動技術也是靠轉差永磁驅動技術也是靠轉差產生所需扭矩來帶動負載產生所需扭矩來帶

12、動負載 負載所需扭矩決議永磁調負載所需扭矩決議永磁調速器的轉差速器的轉差 改動永磁調速器的氣隙或改動永磁調速器的氣隙或有效嚙合面有效嚙合面, 獲得不同扭獲得不同扭矩特性曲線矩特性曲線, 改動傳送的改動傳送的扭矩并獲得不同轉差扭矩并獲得不同轉差 (控控制輸出轉速制輸出轉速)。調理執行器調理執行器, 傳送不同扭矩傳送不同扭矩, 獲得不同轉速獲得不同轉速A(P1)PUMPHsB(P2)流量Q系統管路損失與流量Q平方成正比泵由A保送流體到B所需抑制的阻力A, B兩點間的壓力差(P2-P1) +水位高程差(Hs)靜壓差保送流量Q所需抑制的管路系統阻力,與Q2 成正比動壓差泵所需全揚程=靜壓差+動壓差01

13、02030405060708090100流量百分比流量百分比揚程(壓力)不同阻力的系統曲線與Q2 成正比不同阻力的變因管路直徑(固定)管路長度(固定)彎頭，閥件的多少(固定)摩擦系數(逐年變大)閥的開度(可調控)Etc.靜壓n 系統曲線0102030405060708090100流量百分比流量百分比揚程(壓力)n 泵的操作點系統通常是先決議流量QQH計算所需揚程(壓力)H決議泵之決議泵之Q & H (Q) x (H) x (Sp.Gr.)Pump 功率 = (K) x (Eff.)n 類似定律(Affinity Law)0102030405060708090100流量百分比流量百分比揚

14、程(壓力)N1N2NxQ1/Q2= (N1/N2)H1/H2= (N1/N2)2P1/P2 = (N1/N2)3T1/T2 = (N1/N2)2Q:流量流量H:揚揚程程(壓壓力力)P:功率功率T:扭扭距距n從類似定律得知，降低轉速可以大幅降低能耗n每降低10%-20%轉速n減少流量10%-20%n降低揚程(壓力)19%-36%n減少能耗27%-49%系統允許我們降低轉速嗎系統允許我們降低轉速嗎? ?調速節能的原理：離心負載符合比例定律(AffinityLaw)(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%QQPHHP1.1HH

15、+ HCV+ HFT制程實制程實踐需求踐需求設計選泵設計選泵采購規格采購規格設計選泵采購規格設計選泵采購規格制程實踐需求制程實踐需求! !QQPHHP控制閥作動控制閥作動泵浦全開之運泵浦全開之運轉點此時轉點此時BHP最最大大,易跳車及空易跳車及空蝕蝕Cavitation,易易生高振動生高振動實踐需求流量實踐需求流量設計選泵設計選泵采購規格采購規格沒有節省沒有節省能耗能耗 (Q) x (H) x (Sp.Gr.)Pump 功率 = (K) x (Eff.)QQPHHP實踐需求流量實踐需求流量設計選泵設計選泵采購規格采購規格 (Q) x (H) x (Sp.Gr.)Pump 功率 = (K) x (Eff.)調降調降轉速轉速節省的節省的能耗能耗系統允許我們降低轉速嗎系統允許我們降低轉速嗎? ?答案：絕大部分系統可以經由轉速控制節省能耗沒有流量控制需求的系統，最低可節能30%以上有流量控制需求的系統，可節能60%以上節能(33.95%)高投資報答率(2年)降低啟動電流(1/4)降低振動(1/3)簡單,可靠,少維護改造實現優點n 永磁調速器第1、2代產品構造對比筒形永磁調速器與盤式永磁調速器的區別筒形永磁調速器與盤式永磁調速器的區別l 筒形產品的分量輕、體積小，轉動慣量小，對系統的影響小。 l 筒形產品構造更簡單，軸向力小，調速更容易，調速機構分量輕，可靠性高。 l 筒形構造磁力方向為