永磁调速器概况Word下载.docx
- 文档编号:5086643
- 上传时间:2023-05-04
- 格式:DOCX
- 页数:19
- 大小:366.55KB
永磁调速器概况Word下载.docx
《永磁调速器概况Word下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《永磁调速器概况Word下载.docx(19页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
非接触式联结,能有效地消除电机与负载之间振动的传递,降低噪音污染。
有效减少系统的震动,可达50-85%,实现降噪节能并延长系统设备寿命。
(4):
容许较大的对中误差。
筒式允许最大轴中心线偏离1mm,角度偏离1度,允许轴向窜量10mm。
盘式允许最大轴中心线偏离5mm,角度偏离1度。
(5):
不产生谐波、不受电网电压波动影响。
(6):
适应于各种严酷工作环境:
如电网电压波动较大、谐波含量较高、易燃、易爆、潮湿、粉含量高等场所。
能适应“晃电”等恶劣工况。
(7):
实现电机的空载软启动/停止。
良好的软启动/刹车功能,减少电机的冲击电流,大大降低了启动及运转过程中对设备的机械和电力冲击。
由于电机峰值电流的降低,选择电机时可根据电机运行负载,而不为启动负载来选择,从而使电机的功率和尺寸减小到最小,减少不必要的设备投资和运行电费。
(8):
过载保护功能。
提高了整个电机驱动系统的可靠性,完全消除了系统因过载而导致的损害。
负载过载时永磁耦合器的永磁转子与导体转子滑差运动,电机不堵转。
解决了电机堵转问题。
(9):
不会产生致命的电蚀轴承的轴承电流,而加速轴承损坏。
(10):
低速下不造成电机发热。
永磁调速器可以在同步电机0到98%的速度下运转,电机始终由全速旋转电机风扇冷却,并且可以软启动。
(11):
维护工作量小,几乎为免维护产品,维护费用极低。
2.提高系统的可用率
更长的平均故障间隔时间。
结构简单、可靠性好。
(2):
方便系统故障诊断。
系统故障点少。
(3):
缩短维修时间。
无复杂的机械结构及繁琐的电路。
3.降低系统运行费用
(1):
运行成本低。
调速节能效果明显,永磁调速可在0~98%的范围内对负载
进行无级调速.各种负载可以实现精确控制与调节,精度达到0.1%;
根据负载类型实现25%--66%的节能效果;
节电率可高达10%-50%。
无机械联接,有效减少机械和电能损耗。
高效传动。
传动效率大大提高,可达到98.5%。
(4):
绿色环保,调速节能的同时,不污染环境,也不污染电网,真正的绿色节能技术。
4.减少系统维护成本
大幅延长电机和负载轴承寿命。
大幅延长电机和负载密封件寿命。
大幅延长电机和负载寿命。
5.延长了使用寿命
使用寿命长,设计寿命可达25年。
三:
产品技术优势
1.可控过程启动(以带式输送机为例)
如:
对于大型带式输送机,其对驱动系统的要求主要体现在启动、制动过程中能最大限度的降低系统的惯性力,并能实现过载保护和负载平衡,将带式输送机的加速、停车和运行时的胶带张力减到最小。
永磁调速器的性能完全满足这些要求,使大型带式输送机的性能达到最好。
而由传统的电动机、减速器所组成的驱动装置在启动和停车过程当中输送带的带速随着电动机的转速变化而快速变化,加剧了输送机本身的振动,增大了系统的惯性力,特别是在输送带满载情况下启动更为困难,因此传统的驱动系统已经不能满足长距离、大运量的大型带式输送机需求。
一条皮带可以由一台电动机及一套永磁调速器驱动,也可以由多台电动机及多套永磁调速器驱动。
驱动电动机在皮带机启动之前空载启动,此时永磁调速器的输出轴保持不动,当驱动电动机达到满转速时,控制系统逐渐减小每台永磁调速器的气隙,启动皮带机并逐渐加速到满速度。
这使得皮带机在被加速至满速度之前有一个缓慢而均匀的预拉伸过程。
加速时间可以根据需要在规定范围内进行调整。
启动驱动电动机可以按顺序空载启动,所以电动机的冲击电流非常小。
由于驱动电动机可以根据运行负载进行选择而不必根据启动负载选择,所以永磁调速器驱动系统可以选用功率较小的电动机。
同样控制皮带机的停车过程中,永磁调速器也可以通过延长停车时间来降低对胶带的动态冲击力。
当驱动系统中有多台永磁调速器时,控制系统可以确保每台驱动电机分担相同的负载。
合理的功率平衡可以有效地延长整个驱动系统各部件的寿命。
功率平衡是通过控制每台永磁调速器的气隙,并允许一台或几台永磁调速器进行轻微滑差来实现的,系统中的任何负载的增加都引起永磁调速器产生滑差,这样驱动系统的所有部件、轴承和齿轮等都将在冲击或者过载时受到保护从而延长其使用寿命。
大功率电机系统的启动问题一直困扰用户的最大难题,因为电机系统在启动时,基本上可以看作是满载启动,电机在合闸瞬间,启动电流超出额定工作电流的十几倍甚至几十倍,使得变压器、配电设备短期严重过载,造成电压跌落(“黑电”)甚至启动失败,严重时还可能烧毁电机。
电机启动过程短的持续几秒,长的达到几十秒,电机线圈严重发热,造成电机线圈提前老化,缩短电机使用寿命。
2.高可靠性(以带式输送机为例)
(l)永磁调速器在启动负载之前驱动电机空载启动,电机达到额定的速度之后,通过控制系统使每台永磁调速器气隙逐渐缩小来缓慢、平稳地对输送带进行张紧,输送带平稳地加速到全速;
使带式输送机在重载工况下可控制地逐步克服整个系统的惯性而平稳地启动;
使输送带的启动非常平滑,速度由零逐渐缓慢上升,加速度为连续的,实现了无冲击的软启动。
(2)永磁调速器不仅降低了电动机的启动电流,减小了电动机的热冲击负荷及对电网的影响,从而节约电能并延长电动机的工作寿命,而且极为有效地减小了启动时传动系统对输送胶带的破坏性张力,消除了输送机启动时产生的振荡,还能大幅度减轻传动系统本身所受到的启动冲击,延长胶带、托辊等关键部件的使用寿命,保证了设备的安全可靠运行,有效地降低了设备维修及故障时间成本。
(3)使用永磁调速器时,因电机的选择是基于运动条件而不是启动条件,因而可使电机的功率及尺寸减小到最小,也能够减少不必要的设备投资和运行电费。
(4)使用永磁调速器系统,可防止输入到带式输送机的功率及力矩超过安全限度,以保证带式输送机过载时不能运行,从而保护该系统的其他部件;
(5)永磁调速器启动系数为1左右,所选择胶带的强度可降低30%左右。
3.恶劣环境的适应性
(1)室外恶劣环境
永磁调速器的主要元件为铜盘和永磁盘,永磁材料能在恶劣的环境温度下保持强磁场特性,在地球上的极限环境温度不会超过±
100℃,永磁调速器可以在这种环境温度下工作。
而一些电子装备,如变频器,为了降低设备故障率,必须保证温度和湿度恒定在某个范围,因而需要使用专门的房间,防静电、安装精密空调等,增加了安装成本,增加了电能消耗,增加了维护需求和成本。
(2)肮脏的环境
永磁调速器是无直接机械连接的调速装置,最小气隙为3mm,一般能在空气中飞扬的尘粒直径不会大于该尺寸,所以,它可以用于空气中粉尘较高的环境,如水泥厂、矿山等;
当粉尘厚度导致机械摩擦时,可用高压水枪冲洗。
而电子或电气式的调速装置必须在洁净环境工作,因此对机房环境防尘要求很高。
(3)易燃易爆环境
永磁调速器是机械式的、无摩擦传递扭矩的调速装置,除执行机构使用较弱电力需要采用防爆结构外,主功率部分绝不会产生火花或静电,因而在易燃易爆环境下使用较为安全。
适合于煤矿、油田、油船、军械库、化工、矿井、高浓度粉尘工厂等使用的皮带机、破碎机、水泵、风机、鼓风机、油泵等设备。
电子或电气式设备,工作过程中易产生静电,火花甚至燃烧,不能在易燃易爆环境下使用,否则带来安全隐患。
(4)高可靠要求环境
因为永磁调速器元件数量少,可靠性高,因而可用于对可靠性要求高的环境,如消防、远洋轮船、海军舰船、潜艇等。
复杂的电子或电气装置不适宜于对可靠性要求高的使用环境。
4.不产生电力谐波及电磁干扰
通常通过电子或电气实现调速的装置,基本都要通过改变电机输入的电流频率或波形来实现,如大功率或高压变频器一般采取可控硅整流输入,通过PWM直流斩波实现输出频率变换,因此有很大的谐波电流,见下图。
电力谐波是电力网的严重污染,按照国家电力质量标准,用电设备对电网造成的总谐波电压不得超过5%,谐波电流对每次都有严格的限值,等效为总谐波电流也在5%~8%左右,如果超过标准规定,将需要加装高成本的有源谐波滤波器,否则将会受到电力部门的处罚,从而大幅增加安装总成本。
谐波电流电压,因为有高于50Hz基本分量,能造成电器元件的发热损耗,严重者能造成设备误动作,造成功率因素补偿电容烧毁、熔断器熔断、空气或断路器开关跳闸。
电动机负载是感性负载,而永磁调速器为机械式调速装置,与电性能无关,因而,调速过程不会造成电流谐波,其功率因素取决于电机本身,这种功率因素问题仅利用配电系统中的电容补偿柜就可以补偿,不增加额外的成本。
电子产品或多或少都会产生电磁干扰,通常变频器的电磁干扰比较严重,在电磁兼容环境要求高的地方,为此需要巨大投资进行电磁兼容治理。
永磁调速器不会产生电磁干扰。
5.电机不会过热,也不需更换和改造电机
从电机转速改变的三个因素:
频率、极对数和滑差来看,改变任何一个要素将导致电机转速改变。
现有的调速装置,除永磁调速和液力调速技术外,基本上都是通过改变电机本身的转速实现调速的。
我们知道,电机在运转过程中,因电能消耗,电机线圈、硅钢片、机械摩擦都会造成电机发热,因此,电机内部都设计了风叶用以冷却电机。
采用改变电机转速的技术,包括变频器、串级调速、双馈调速,在电机低速旋转时,电机的发热都很大,有时不得不使用外部风扇帮助散热。
永磁调速器是通过改变电机与负载之间的滑差实现调速的,也就是说,电机转速始终维持设计转速,因此不会因为电机转速下降导致电机过热。
变频器调速,因为变频器产生的正弦波实际是由方波叠加而成,高次谐波很多,电流的趋肤效应导致电机线圈发热,影响绝缘强度,应该更换绝缘等级更高的电机,如果不更换,电机的可靠性将大大下降,甚至造成绝缘击穿损坏,采用永磁调速技术,不会改变电机的输入电压、电流和频率,因此不会要求改造原电机系统。
6.降低维护成本延长系统设备寿命
电机系统的故障主要原因是振动,振动会导致轴承、油封等的加速磨损,也会导致基座、管道接头、紧固件等松动或断裂或破损,振动还会导致产生强烈的噪声。
振动的产生,主要由于以下因素:
1.电机与负载设备连接时,轴不同心或有一定角度误差;
2.减速机,皮带机运行发生的振动;
3.机械设备的固有频率的共振等等。
除永磁调速器外其他的调速或调节装置,如CST、变频器、等,因为不改变电机与负载设备的连接,因此在安装过程中必须保证其轴的同心度,这种误差会直接影响电机系统的振动。
永磁调速器因为采用气隙传递扭矩,电机与负载设备之间没有刚性连接,且在机械冲击过程中具有通过滑差实现缓冲,因此极大减小了振动和噪音。
四:
产品分类:
永磁调速器分类
永磁调速器输出功率:
4KW--3150KW;
转速:
0--6800r/min;
实现负载过程控制;
替代变频器进行节能改造;
窄小的安装空间,和恶劣的工作环境;
在电机转速不变的情况下,直接对负载进行转速控制,实现电机节能。
功率大小
冷却方式
安装方式
小于1600KW
空气冷却式
与地面水平、垂直
大于1600KW
水冷却式
与地面水平
五:
产品选型:
永磁调速器是根据用户要求、安装尺寸、运转方式、电机功率、转速及使用工况来设计的。
产品型号注明:
如:
THYC-3000/22-W(L)
调速控制部分,是根据用户的使用工况来设计的-依据生产工艺运行的实时反馈模拟信号实现电流比例控制机械执行机构来完成调速控制。
六:
注意事项:
警告!
磁场可能导致起搏器、防颤器,或其他医疗设备误动或参数重置。
佩带此类医疗设备的人,在永磁调速器驱动系统拆开时,必须和永磁调速器驱动系统保持250mm以上的安全距离。
运行前,应将场地清理干净。
松散的物品容易被永磁调速器驱动系统高速旋转引起的强风吹走,放置在永磁调速器上的松散物品容易被甩飞出去。
当永磁调速器运行时,眼部应佩戴好防护装置,应防止宽松的服装、长头发、首饰等被缠绕到设备内。
不要把手放在磁转子和导体(感应板)之间,防止被挤压。
注意!
铁质金属很容易被磁吸引,一旦吸住很难分开,所以应注意让零部件、工具、紧固件等远离永磁调速器驱动系统。
磁性存储器、手机、控制板、信用卡等与磁场接触时会受损坏。
七:
产品应用领域:
永磁调速器可广泛应用于发电、冶金、石化、水处理、采矿与水泥、纸浆及造纸、暖通空调、船舶、灌溉等行业。
在上述行业,应用设备为泵、风机、离心负载、散货处理、皮带运输机及其它机械装置,应用前景非常广阔。
永磁调速器可以方便的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。
大多数情况下,关闭或者拆除现有的过程控制硬件设备即可。
负载将在最优化的速度运行,提高能源效率,减少运行和维护成本。
适用永磁调速器改造的设备有:
对于制程的需要控制流量,节省电力及管损的设备;
起停频繁的设备:
对于起停频繁的设备降低损坏机率并减少损耗;
震动大的设备:
减少因设备连结产生的共振,并降低振动;
周期性运转的设备:
对于周期性的运转设备降低损坏机率并减少损耗;
(5):
有脉冲的制程:
对于有脉冲的制程能避免因脉冲产生的设备损坏;
(6):
有热膨胀影响的设备:
无需考虑因热膨胀导致对心不良或其它影响;
(7):
有冲击负荷的设备:
对冲击负荷的设备仍能正常地运转;
(8):
高起动惯性/力矩的设备:
永磁调速器提供电机空载启动,因
此对于高启动惯性之设备有良好的起动性能;
(9):
替代变频器调速控制;
使调速节能更优异。
八;
示例图片(仅供参考)
注:
相互作用面从大到小,负载转速由98%到0转速变化(筒式结构)
永磁调速器原理图(筒式结构)
附1:
永磁调速器和变频调速两者区别
永磁调速器与VFD变频器相比,永磁调速器具有如下独特优点
1:
稳定性和可靠性比变频器高,在大功率情况下尤其突出;
在负载要求中,高速运转,功率大于50KW的工况下代替变频器优势明显;
变频设备故障的不确定性,直接影响了生产运行的连续性、稳定性以及可靠性;
并带来较大的经济损失。
而采用大功率永磁调速器调速方案取代目前的变频器调速方案(即改变间接控制到直接控制形式),则可获得使用变频器调速方案所无可比拟的绝对优势。
变频器是由整流滤波电路+变频逆变电路+复杂的控制电子电路组成,特别是其主电路,为了使用低压高频功率器件,不得不采取多级串联变换的功率电路,电路元件数量在数千只,因而,其与生俱来的缺点也是显而易见的:
系统复杂,可维护性差,因此其可靠性最低,通常设计寿命在8年以下.而永磁调速器其永磁调速装置由三个部件组成,永磁转子、导体转子和调速机构,结构十分简单,因此可靠性十分高,一般设计寿命可以超过25年.
2:
对电网电压不敏感,变频调速是将输入电压通过变频器输入整流器变为高压直流电压,之后通过能改变频率的逆变器变换成频率可变的高压交流电来驱动电机运行的,是变频率的调速技术.因为变频器输入端直接连接到电网,对电网电压更为敏感,电压变化,电流变化,雷击浪涌等,直接影响变频器电子设备的可靠性,容易造成变频器的绝缘击穿,控制器件的损坏等,因此其安全性最低,极大地降低了原系统的可靠性,为提高可靠性,一般应安装避雷装置.而永磁调速器其设备为精密的纯机械的设备,采用的负载滑差调速技术.因此对电网电压不敏感,不影响原系统的可靠性。
3:
对电机要求低,尽管变频器调速不需要改造电机本身,由于变频器的输出电压是由许多方波叠加而成的正弦波,存在着很大的谐波分量,高次谐波电流很大,容易导致电机过热(因为趋肤效应),因此严格说来,电机应该使用绝缘等级为H级的电机,才能保证原有电机的设计寿命,一般现有改造忽略了变频器对电机寿命的影响而直接采用现有电机,是非常不合理的.而永磁调速器其:
不改变原有系统的可靠性.可以方便地搭配一般标准电机系统,不需要变频专用电动机也不须对供电电源进行任何改动.
4:
在恶劣的工作环境中的适应能力和免维护性能,是变频器所不具备的;
变频器为复杂的电力电子装置,其控制回路采用可控硅或IGBT实现电流调节,半导体元件通常要求在0~40℃环境下工作,同时对环境湿度也有要求,一般为相对湿度60~90%,因此,必须为调速设备提供专用房间并安装空调.设备适应环境能力差,易受周围环境的干扰,尤其是供电环境的干扰;
设备在使用过程中,易出现无法预知的偶发故障,严重影响生产的连续稳定性;
设备的使用寿命短,一般在7一10年,设备维护的备件量较大,费用较高;
而永磁调速器:
为精密的纯机械装置,允许在-50~+100℃环境下工作,甚至可以在0~100%相对湿度环境下工作,一般不需要提供任何环境条件,环境适应力强可在温差大,湿度高,阴雨天,高粉尘,防爆等恶劣的环境下工作。
5:
与变频器相比,能消除电机的谐波干扰,提高电机的工作效率;
在电压降低时,变频器可能无法工作,但永磁调速器不受影响;
6:
低转速时,变频器降低电机的转速,同时降低散热风扇的效率,可能造成电机过热,而永磁调速器则不会出现此问题;
变频器可以从0转速启动,但启动过程中负载一直加载,启动时间很长,启动过程中电机处于低转速状态,电机发热厉害,对电机绝缘损坏极大。
而永磁调速器:
电机启动时,负载完全断开,实现零负载启动,当电机转速很快达到全速时,负载平滑启动,启动时间短,电流冲击小。
电机以额定转速高速旋转,散热效果好。
7:
变频器有谐波干扰问题,当变频器启动时,能够产生很大的谐波干扰,影响其它设备。
这可能会损害轴承,并且增大了机械设备故障的可能性。
有时,变频器就是其自身的对手。
一台变频器产生的谐波能够引起它旁边设备的故障。
大多数变频器都有滤波器。
滤波器能够吸收一些谐波,同时也有很多谐波没有被吸收而损害了附近的设备。
另外,当电机远离驱动器时,破坏性的谐波会被增强。
很多变频器的制造商都限制变频器与电机之间的距离为90米以内。
大多数变频器的安装中都包括独立的变压器、暂态电压浪涌抑制、功率因数纠正器、线阻抗、电磁干扰滤波器以及其他辅助性装置。
而永磁调速器则无此问题;
变频器直接串联在电网侧与电机之间,且通过整流方式输入,因此在电网中产生很高的,频率范围很广的谐波电流,通常由变频器产生的总谐波电流要超60%以上;
由于谐波电流,经常使得功率因素补偿电容烧毁,熔断器熔断,空气开关跳闸,线路过载.为了防止上述故障,通常需要投资很昂贵的谐波治理设备.而永磁调速器:
与电网无关,因此不会产生谐波。
8:
与变频器相比,能消除电机与负载之间的振动传递;
变频器:
该种技术并不改变系统的机械连接方式,系统的震动,冲击和噪音完全取决于电机与设备的机械安装精度,也就是轴对准精度.而永磁调速器:
该技术采用了气隙传递扭矩的方法,系统的震动,冲击和噪音完全取决于电机与设备的自身精度,而与安装精度关系很小,在极限情况下,可以降低振动80%;
从而极大地减少了机械能耗和磨损,轴对准精度的允差很大,安装和维护十分方便快捷.
9:
与变频器相比,维护和保养费用低;
变频器系统的可靠性相对低及受工况的影响,故障几率很高,又因为其技术复杂,故障诊断难度大,维护技术要求高,因此维护时间及维修难度大大增加,维护、维修费用高昂,加之还需要原厂技术人员的协助,更使得系统的可用性降低.而永磁调速器:
因为该系统的可靠性高,几乎不受工况的影响,且能极大降低振动,因此故障几率很低,且因技术简单,容易诊断故障,维护技术要求低,因此维护时间很短及维修难度很低,系统的可用性很高.
10:
与变频器相比,能有效延长传动系统各主要部件(如轴承,密封等)寿命;
永磁调速器:
采用了气隙传递扭矩的方法,允许最大1mm的轴对心偏差。
从而系统的震动,冲击和噪音很小,有效延长传动系统各主要部件(如轴承,密封等)寿命。
大幅延长了电机和负载寿命。
11:
与变频器相比,永磁调速器使用户能直接享受到调速节能带来的效益。
由于变频器技术的复杂性,其故障造成的经济损失可能消耗掉节能成果。
而永磁调速器几乎为免维护产品,真正看得到的节能
附2:
筒形永磁调速器与盘式永磁调速器的区别:
∙筒形产品的重量轻、体积小,转动惯量小,对系统的影响小。
∙筒形产品结构更简单,轴向力小,调速更容易,调速机构重量轻,可靠性高。
∙筒形结构磁力方向为径向,轴向力很小,所以允许轴向有一定量窜动,对电机和负载轴承没有影响;
盘式结构磁力方向为轴向,很难做到轴向力完全平衡,要靠电机和负载的轴承来承受,对轴承寿命有一定影响,严重时,会出现擦盘现象,毁损设备。
∙筒形结构占用轴向空间小,盘式结构占用轴向空间大。
附3:
风冷型永磁调速和水冷型永磁调速器的区别:
∙风冷型产品结构简单,水冷型产品结构复杂。
∙风冷型产品只需有敞开的环境,自身利用风流散热降温,要求低;
水冷型产品需要外接水源冷却,水源要求必须为清洁水源,水质、水量、水温都有很高的要求,具体分析如下:
∙►冷却水质的要求通常为电厂锅炉用除盐水,很多地方无法提供该等级的纯净水。
►水路设计复杂,需要有循环系统(水箱、泵)、冷却系统(换热器)、外部水冷却系统(泵)控制系统、反馈系统等等,系统复杂,故障点多。
►风冷型产品几乎没有运行成本,维护成本低;
水冷型产品水冷系统运行成本高,维护成本高
附4:
各调速技术比较
序
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 永磁 调速器 概况