永磁调速器工作原理及特点.doc

2007年永磁耦合与调速驱动器从美国引进我国,在美国已大量应用于冶金、石化、采矿、发电、水泥、纸浆、海运、军舰等行业,国内现在应用案例主要有浙江嘉兴电厂,山东海化自备热电厂,华电东华电厂,华能南京电厂,中石化北京燕山石化,枣庄煤业集团蒋庄煤矿等大型企业集团。    永磁磁力驱动技术首先由美国MagnaDrive公司在1999年获得了突破性的发展。该驱动方式与传统的同步式永磁磁力驱动技术有很大的区别,其主要的贡献是将永磁驱动技术的应用大大拓宽。它不解决密封的问题,但是它解决了旋转负载系统的对中、软启动、减震、调速、及过载保护等问题,并且使永磁磁力驱动的传动效率大大提高,%。该技术现已在各行各业获得了广泛的应用。该技术将对传统的传动技术带来了崭新的概念,必将为传动领域带来一场新的革命。   该产品已经通过美国海军最严格的9-G抗震试验。同时,该产品在美国获得17项专利技术,在全球共获得专利一百多项。目前,由MagnaDrive公司和美国西北能效协会组成专门小组对该技术设备进行商业化推广。由于该技术创新,使人们对节能概念有了全新的认识。在短短的几年中,MagnaDrive获得了很大的发展,现已经渗透到各行各业,在全球已超过6000套设备投入运行。(一)系统构成与工作原理   永磁磁力耦合调速驱动(PMD)是通过铜导体和永磁体之间的气隙实现由电动机到负载的转矩传输。该技术实现了在驱动(电动机)和被驱动(负载)侧没有机械链接。其工作原理是一端稀有金属氧化物硼铁钕永磁体和另一端感应磁场相互作用产生转矩,通过调节永磁体和导体之间的气隙就可以控制传递的转矩,从而实现负载速度调节。由下图所示,PMD主要由导体转子、永磁转子和控制器三部分组成。导体转子固定在电动机轴上,永磁转子固定在负载转轴上,导体转子和永磁转子之间有间隙(称为气隙)。这样电动机和负载由原来的硬(机械)链接转变为软(磁)链接,通过调节永磁体和导体之间的气隙就可实现负载轴上的输出转矩变化,从而实现负载转速变化。由上面的分析可以知道,通过调整气隙可以获得可调整的、可控制的、可以重复的负载转速。磁感应原理是通过磁体和导体之间的相对运动产生。也就是说,PMD的输出转速始终都比输入转速小,转速差称为滑差。典型情况下,在电动机满转时,PMD的滑差在1%~4%之间。   通过PMD,输入转矩总是等于输出转矩,因此电动机只需要产生负载所需要的转矩。PMD传输能量和控制速度的能力不受电动机轴和负载轴之间由于安装未对准原因而产生的小角度或者小偏移的影响。排除了未对准而产生的震动问题,由于没有机械链接,即使电动机本身引起的震动也不会引起负载震动,使整个系统的震动问题得到有效降低。   PMD控制器通过处理各种信号实现对负载调速,包括压力、流量、皮带速度、位移等其它过程控制信号。PMD可以方便地对现有设备进行改造,不需要对现有电动机和供电电源进行任何改动,极少的现金和安装投入。安装PMD以后,对整个系统不产生电磁干扰。在大多数情况下,关闭或者拆除现有的过程控制硬件设备。负载将在最优化的速度运行,增加能源效率,减少运行和维护成本。永磁磁力耦合调速的特点总成本最低。维护工作量小,几乎为免维护产品,维护费用极低。容忍较大的安装对中误差。大大简化了安装调试过程。过载保护功能。提高了整个电机驱动系统的可靠性,完全消除了系统