永磁耦合器、永磁调速器教案资料.ppt

,回目錄,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,*,永磁耦合器、永磁调速器,国家政策,节能减排“十二五”规划中明确提出“,电机系统节能。采用高效节能电动机、风机、水泵、变压器等更新淘汰落后耗电设备。对电机系统实施变频调速、永磁调速、无功补偿等节能改造，优化系统运行和控制，提高系统整体运行效率。,”,发改委,国家重点节能技术推广目录,第五批第28项中明确提到：永磁涡流柔性传,动节能技术,预计到2015年 该技术在,行业内的推广比例,达到8,%,，总投入45亿元，节能能力200万吨标煤/年。,什么是永磁驱动技术,?,P,ermanent,M,agnet,D,rive,永,久磁力驱动,永磁驱动技术,无机械连结的创新扭矩传动技术,磁力线,N S,导体,当磁力线通过导体，静止时不会有作用,当两者有相对运动时，导体切割磁力线，在导体中产生感应涡电流，进而产生感应磁场，两者交互作用，产生扭距,越靠近时磁力线密度越密集，产生效应越强，扭距越大,;,相对运动越快，效应越强，产生扭距越大,有效耦合面积越大，穿过导体的磁力线越多，产生的涡电流越大，传递的扭矩越大,永磁驱动技术,价值主张,安全,:,创新、无机械连结,的,永磁耦合技术,无谐波,可靠,:,结构简单,的,机械设备,无电子器件,最高投资效益,:,维护保养简易,寿命长,并,延长设备使用寿命,永磁耦合器,永磁调速器,永磁驱动产品,永磁耦合技术,“,绿色,/Green,”,想象,无机械连结的创新扭矩传动技术,降低维护成本,操作成本,增加运行可,控,性,提高系统可靠度,达成最低之拥有者总成本,永磁耦合器说明,耦合器利用磁感原理传输扭矩,2,个独立组件，没有物理接触,磁转子组件安装在负载轴上,导体组件安装在电机轴上,永磁体和导体之间的相对运,动产生涡流，涡流产生感应,磁场，交互作用，通过气隙传递扭矩。,可实现降速节能，但需在停机状态下进行不同转速的调节,高效节能,免维护,(,无易损件,),安装简单,(,无需准确对中,),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,),隔离震动,柔性启动,理想应用场合,:,-,输送带,(,减少皮带冲击,),-,风机、水泵（柔性启动，节能）,-,脉冲型的负载,(,如引擎，往复式空压机，抽油机,),-,运行中容易发生偏心引发异常振动（如破碎机）,永磁耦合器特点,：,11,Angular,Misalignment,Parallel/Offset,Misalignment,Axial,Misalignment,所有联轴器都有以下问题,:,12,永磁耦合器启动特性与节能,最大启动电流百分比,时间,(,秒,),转差率,节能率,传统联结,永磁耦合,永磁耦合器（,斯普瑞产品与盘式产品结构对比,）,斯普瑞永磁耦合器与盘式耦合器区别,：,在传递同等功率条件下，斯普瑞产品体积更小，重量更轻，转动惯量更小，效率更高。,斯普瑞产品为筒形，磁力方向为径向，允许有较大的轴向窜动，对偏心容忍度较大，偏心对设备运行完全没有影响；而盘式结构磁力方向为轴向，要求气隙均匀，在运行中容易出现,气隙不均,导致电机和负载轴承损坏，甚至,擦盘,现象；对电机和设备的,轴向窜动,要求很严，不能超过0.05mm；该特点对大功率高压电机很重要，因为大功率高压电机多为轴瓦结构，运行和停机情况下，轴向有一定量的窜动，盘式产品很难应用。,永磁调速技术,最简单、可靠的调速节能装置,一个纯机械装置,.,无需用电,无机械连结,想象,安装简便,可靠,/,少维护,无谐波干扰,对中不准下运转,调速节能,缓冲启动,延长设备寿命,缓冲脉冲式冲击,隔离震动,构造简单,永磁调速器是在永磁耦合器的基础上加入调节机构，改变永磁转子和导体转子耦合的有效部分，即可改变两者之间传递的扭矩，能实现可重复的、可调整的、可控制的输出扭矩和转速，实现调速节能的目的。,17,永磁调速节能技术,十大,优点,高效,节能,(,无级调速，节能率,1050%),简单,(,构造简单,本身无需电源,),可靠,(,容易安装,不怕恶劣环境,寿命长达,30,年,),柔性启动,(,电机完全在空载下启动,大幅降低启动电流,),适应脉冲型负载,(,保护电机,机械密封,etc.),容忍对心误差,隔离并减少振动,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,降低拥有者总成本,通常初次购置成本,仅占全部寿命成本,50%,以内,仅需现场局部改造,或预留有限空间,减少能源用量,降低操作费用,减少事故发生,增加机械寿命,减少备品备件,初次购置成本,改造,&,配套成本,降低运行成本,减少维护成本,降低拥有者总成本,$,节能需求,可靠度要求高,环境对谐波或电磁波要求高,调速,控制需求,环境恶劣,难以排除之震动,脉冲型负载,热胀冷缩,对中不易,永磁调速驱动器应用场合,永磁调速器,竞争力分析,其它控制,/,调速方式,阀,/,风门节流系统,液力,耦合器,变频器,传统,阀,/,风门节流系统,问题,:,限制流量,耗能,产生空穴气旋,早期叶轮磨损,增加机械负荷,增加系统振动等,永磁调速,vs.,阀,/,风门节流系统,优点,不足,采用,永磁调速,的好处,便宜、成本低,较低的能源效率,节能,可高达10%50%以上,客户对其十分熟悉,数量大,，,控制复杂,仅对泵转速控制,多个故障点,单一,，,可靠,维护频繁,，,费用高,维护简单量少，,费用低,空穴气旋，,振动,、,耗能,消除了空穴气旋、,减振,，,节能,有调节滞后与死区,快速且无级调速,操作范围不佳,维持最佳效率点操作,空载,启动,增加了MTBF,，,25年,液力耦合器,问题,:,较低的能源效率,维护要求较高,环境问题,振动问题,空间限制,永磁调速,vs.,液力耦合,优点,不足,采,用永磁调速器,的好处,广告宣传为“经济型”,较低的传动效率,节能,可高出,15%,以上,柔性启动,体积大,，,笨重,体积小,，,轻巧,用量很大,陈旧技术,最新技术,油液，容易污染环境,绿色，,环保,维护困难,维护简单量少,多故障点,简单,可靠,增加振动,隔离、,减振,变频器,dU/dt limitation,Common mode filter,Frequency Converter,Choke,EMC filter,Brak,ing Chopper,When applicable,问题,:,谐波干扰,EMI,电磁波干扰,环境要求高，稳定性差,老化快，维护成本高,振动问题,空间限制,寿命短,优点,不足,采用,永磁调速器,的好处,能处理超载扭矩,要求变频专用电机,不需改造原电机负载系统,能一控多,易受电力质量的影响,不需电力,电压影响,市场已接受,需要环境条件控制,(温度,，,湿度)附加成本高,可在恶劣环境使用，,高可靠性,，适合关键应用,低功率更便宜.,复杂,简单,，,可靠,软启动能力,快速老化,，使用寿命5到,10年,耐用,，使用寿命,为30年,高精度,全范围调速,没有快速重启动能力,容许快速重复启动,有电力谐波干扰,无谐波干扰的问题,维护复杂频繁,需专业人员,零备件贵,费用高,时间长,维护少,、,简单,，,技术要求低,，,时间短,需要额外空间安装,空调,仅需局部现场改造,需激光校准轴,有振动,潜在的轴承“刻槽”问题,容忍轴对中不准度，,减振,，提升轴承与机械密封寿命,0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100,扭矩百分比,转速百分比,转差,电机是靠,转差,产生所需扭矩来带动负载,负载所需扭矩,决定电机的转差,电机的输出功率视负载需求来决定，所需扭矩越大输出功率越大。,功率,=,扭矩,x,转速,0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100,扭矩百分比,转速百分比,转差,永磁驱动技术,也是靠转差产生所需扭矩来带动负载,负载所需扭矩,决定,永磁调速器,的转差,改变永磁调速器的气隙或有效耦合面,获得不同扭矩特性曲线,改变传递的扭矩并获得不同转差,(,控制输出转速,),。,调节执行器,传递不同扭矩,获得不同转速,A,(P,1,),PUMP,H,s,B,(P,2,),流量,Q,系统管路损失与流量,Q,平方成正比,泵由,A,输送流体到,B,所需克服的阻力,A,B,两点间的压力差,(P,2,-P,1,)+,水位高程差,(Hs),静压差,输送流量,Q,所需克服的管路系统阻力,与,Q,2,成正比,动压差,泵所需全扬程,=,静压差,+,动压差,0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100,流量百分比,扬程,(,压力,),不同阻力的,系统曲线,与,Q,2,成正比,不同阻力的变因,管路直径,(,固定,),管路长度,(,固定,),弯头，阀件的多少,(,固定,),摩擦系数,(,逐年变大,),阀的开度,(,可调控,),Etc.,静压,系统曲线,0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100,流量百分比,扬程,(,压力,),泵的操作点,系统通常是先决定流量,Q,Q,H,计算所需扬程,(,压力,)H,决定泵之,Q&H,相似定律,(Affinity Law),0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100,流量百分比,扬程,(,压力,),N,1,N,2,N,x,Q,1,/Q,2,=,(,N,1,/N,2,),H,1,/H,2,=(N,1,/N,2,),2,P,1,/P,2,=(N,1,/N,2,),3,T,1,/T,2,=(N,1,/N,2,),2,Q:,流量,H:,扬程,(,压力,),P:,功率,T:,扭距,从相似定律得知，降低转速可以大幅降低能耗,每降低,10%-20%,转速,减少流量,10%-20%,降低扬程,(,压力,)19%-36%,减少能耗,27%-49%,系统容许我们降低转速吗,?,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%,能耗减少,49%,转速降低,20%,传统泵系统设计,Q,Q,P,H,H,P,1.1H,H,+H,CV,+H,FT,制程实际需求,设计选泵采购规格,设计选泵采购规格,制程实际需求,!,传统泵系统设计,Q,Q,P,H,H,P,控制阀作动,泵阀全开的运转点，易发生空蚀，引发,高振动,实际需求流量,设计选泵采购规格,没有节省能耗,变速泵系统,Q,Q,P,H,H,P,实际需求流量,设计选泵采购规格,调降转速,节省的,能耗,系统容许我们降低转速吗,?,答案：绝大部分系统可以经由转速控制节省能耗,没有流量控制需求的系统，可节能,10%,以上,有流量控制需求的系统，可节能,30%,以上,永磁调速器（斯普瑞产品与盘式产品对比）,斯普瑞永磁调速器对与盘式产品的优势,：,在传递同等功率条件下，斯普瑞产品体积更小，重量更轻，转动惯量更小，效率更高。,斯普瑞产品结构更简单，轴向力小，调速更容易，调速机构小，可靠性高。,斯普瑞产品可容忍较大对中偏差，对设备运行无任何不利影响；盘式产品可容忍一定偏差，但对设备运行有一定影响。,斯普瑞产品可容许较大轴向窜动；盘式产品要求两侧气隙均匀，不允许轴向窜动，尤其是轴瓦结构设备上，此特点更为重要。,独家技术：,斯普瑞空冷产品散热设计更佳，可做到至少,6,3,0Kw,空冷型产品；其他产品目前的空冷极限为,3,55,Kw,。,斯普瑞产品轴向结构小，可,不动,基础或,微调,基础即可完成改造；其他产品必须重做基础。,43,青岛斯普瑞永磁调速器,是您调速节能的,最佳选择,Q&A,此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢,