永磁耦合器、永磁调速器

1、青岛斯普瑞机电科技有限公司青岛斯普瑞机电科技有限公司永磁耦合器永磁调速器公司简介公司简介 青岛斯普瑞机电科技有限公司自成立之日起一直专注于永磁驱动技术产品的研究、开发、生产，目前，公司的1600Kw永磁耦合器和630Kw空冷型永磁调速器业绩均为业内最大功率。 公司在永磁耦合器和永磁调速器领域已申请16项专利，已获得一项发明专利证书和七项实用新型专利。 2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

2、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什么是永磁驱动技术 ?PermanentMagnetDrive永永久久磁磁力力驱驱动动永磁驱动技术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

3、的涡电流越大，传递的扭矩越大永磁驱动技术永磁驱动技术价值主张价值主张安全安全: 创新、无机械连结的永磁耦合技术,无谐波可靠可靠: 结构简单的机械设备,无电子器件最高投资效益最高投资效益: 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驱动产品永磁耦合技术永磁耦合技术 “绿色绿色 / Green” 想象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，

4、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：12AngularMisalignmentParallel / OffsetMisalignmentAxialMisalignment 所有联轴器都有以下问题:1

5、3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 n 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

6、量的窜动，盘式产品很难应用。永磁调速技术永磁调速技术最简单、可靠的调速节能装置 一个纯机械装置一个纯机械装置 .无需用电无需用电, 无机械连结无机械连结想象想象安装简便安装简便可靠可靠 / / 少维护少维护无谐波干扰无谐波干扰对中不准下运转对中不准下运转调速节能调速节能缓冲启动缓冲启动延长设备寿命延长设备寿命缓冲脉冲式冲击缓冲脉冲式冲击隔离震动隔离震动构造简单构造简单 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。 18n永磁调速节能技术永磁调速节能技术十大十

7、大优点优点 高效高效节能节能 (无级调速，节能率无级调速，节能率1050%) 简单简单 (构造简单构造简单,本身无需电源本身无需电源) 可靠可靠 (容易安装容易安装,不怕恶劣环境不怕恶劣环境,寿命长达寿命长达 30 年年) 柔性启动柔性启动 (电机完全在空载下启动电机完全在空载下启动,大幅降低启动电流大幅降低启动电流) 适应脉冲型负载适应脉冲型负载 (保护电机保护电机,机械密封机械密封,etc.) 容忍对心误差容忍对心误差,隔离并减少振动隔离并减少振动 延长设备寿命延长设备寿命,增长增长MTBF (故障周期故障周期) 无谐波无谐波 (不伤害电机不伤害电机,不影响电网功因不影响电网功因) 无无

8、EMI (电磁波干扰电磁波干扰) 降低拥有者总成本降低拥有者总成本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初次购置成本改造改造 & & 配套成本配套成本降低运行成本降低运行成本减少维护成本减少维护成本降低拥有者总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n永磁调速驱动器应用场合n其它控制其它控制/ /调速方式调速方式 阀/风门节流系统 液力耦合器 变频

9、器u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u永磁调速vs.阀/风门节流系统u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u永磁调速vs.液力耦合u变频器dU/dt limitationCommon mode filterFrequency ConverterChokeEMC filterBraking ChopperWhen 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0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

10、扭矩百分比扭矩百分比转速百分比转速百分比转差转差 电机是靠电机是靠转差转差产生所需扭产生所需扭矩来带动负载矩来带动负载 负载所需扭矩负载所需扭矩决定电机的决定电机的转差转差 电机的输出功率视负载需电机的输出功率视负载需求来决定，所需扭矩越大求来决定，所需扭矩越大输出功率越大。输出功率越大。功率功率 = 扭矩扭矩 x 转速转速0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100扭矩百分比扭矩百分比转速百分比转速百分比转差转差 永磁驱动技术永磁驱动技术也是靠转差也是靠转差产生所需扭矩来带动负载产生所需扭矩来带动负载 负载所需扭矩负载所需扭矩决定决定永磁调永磁调速器速器的转差的转差 改变

11、永磁调速器的气隙或改变永磁调速器的气隙或有效耦合面有效耦合面, 获得不同扭获得不同扭矩特性曲线矩特性曲线, 改变传递的改变传递的扭矩并获得不同转差扭矩并获得不同转差 (控控制输出转速制输出转速)。调节执行器调节执行器, 传递不同扭矩传递不同扭矩, 获得不同转速获得不同转速A(P1)PUMPHsB(P2)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(P2-P1) +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Q2 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

12、流量百分比扬程(压力)不同阻力的系统曲线与Q2 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) 阀的开度阀的开度( (可调控可调控) ) Etc.静压n 系统曲线0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100流量百分比流量百分比扬程(压力)n 泵的操作点系统通常是先决定流量QQH计算所需扬程(压力) H决定泵之决定泵之Q & Hn 相似定律(Affinity Law)0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100流量百分比流量百分比扬程(压力)N1N2NxQ1/Q2= (N1/N2)H1/H2

13、= (N1/N2)2P1/P2= (N1/N2)3T1/T2= (N1/N2)2Q:流量H:扬程(压力)P:功率T:扭距n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% 减少能耗减少能耗27% - 49%系统容许我们降低转速吗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%QQPHHP1.1HH+ HCV+ HFT制程实制程实际需求际需求设计选泵设

14、计选泵采购规格采购规格设计选泵采购规格设计选泵采购规格制程实际需求制程实际需求! !QQPHHP控制阀作动控制阀作动泵阀全开的运泵阀全开的运转点，易发生转点，易发生空蚀，引发空蚀，引发高高振动振动实际需求流量实际需求流量设计选泵设计选泵采购规格采购规格没有节省没有节省能耗能耗QQPHHP实际需求流量实际需求流量设计选泵设计选泵采购规格采购规格调降调降转速转速节省的节省的能耗能耗系统容许我们降低转速吗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，可节能没有流量控制需求的系统，可节能10%以上以上 有流量控制需求的系统，可节能有流量控制需求的系统，可节能30%以上以上n 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，