永磁磁力驱动技术改造.ppt

单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,0A,净水站杂用水泵永磁磁力驱动技术改造,1,,永磁驱动装置的基本结构：,电 机 轴,负 载 轴,导体转子,磁转子,气隙,2,,椤次定律定义：当穿过闭合回路的磁通量增加时，感应电流的磁场方向总是与原磁场方向相反；当穿过闭合回路的磁通量减小时，感应电流的磁场方向总是与原磁场方向相同另外“阻碍”不能理解为“阻止”，应认识到，原磁场是主动的，感应电流的磁场是被动的，原磁通量仍然要发生变化，阻止不了，而感应电流的磁场只是起阻碍作用而已感应电流的磁场的存在只是削弱了穿过电路的总磁通量 变化的快慢，而不会改变 的变化特征和方向3,,永磁驱动装置的工作,原理：,源动机侧的导体转子在负载侧永磁转子产生的磁场中旋转，切割磁力线，从而产生感应磁场，与永磁转子的磁场相互作用产生扭力，推动负载的旋转，实现了源动机到负载之间转矩的无接触传递永磁调速驱动装置颠覆了传统的扭矩传递方式,,,永磁涡流柔性传动调速是一种全新的调速方式,,4,,永磁调速器是透过气隙传递转矩的革命性传动设备,,,电机与负载设备转轴之间无需机械连结,,,电机旋转时带动导磁转子在装有强力稀土磁铁的永磁转子所产生的强磁场中切割磁力线，因而在导磁转子中产生涡电流,(Eddy Current),,该涡电流在导磁转子上产生反感磁场，拉动导磁转子与永磁转子的相对运动，从而实现了电机与负载之间的转矩传输。

永磁调速器由以下部件组成：,,永磁转子,:,与负载轴连接,,导磁转子,:,与电机轴连接,,气隙执行机构,:,调整永磁转子与导磁转子之间气隙的机构,,电机与负载之间的扭矩传输，不同于常规的硬机械连接方式，是通过气隙连接的，它不仅可以通过调整气隙实现转速调整，还带来很多其它调速方式所不具备的优点5,,永磁涡流传动及控制要素,S,N,S,S,N,导体中的涡流电流,通过感应磁极与永磁体间的相互作用力来传递扭矩,6,,永磁体感应現象,N,S,S,N,相同气隙时，速度越快（,2,大于,1,），相互引力越大，传输扭矩越大,N,S,S,N,钢导体相对位移速度,1,钢导体相对位移速度,2,7,,永磁体感应現象,N,S,S,N,N,S,S,N,氣隙,氣隙,导体中产生更强磁力,导体中产生更强磁力,气隙越小，产生感应磁力越强,8,,铜盘转子,,(,连,接,于电机,),磁,盘转,子,,(,连,接,于负载,),最小,气,隙,,扭,矩,最大,改,变气,隙,,改,变,扭,矩,气隙,放大,,扭,矩变,小,9,,永磁体耦合器,永磁体磁通量值与导体盘；,,源动机转速的输出恒定；,,使得扭矩实现隔空传递；,,通过控制永磁体与导体之间气隙,----,实现扭矩传输可控；,,扭矩传输效率可通过调整气隙来控制,,气隙最小，传输扭矩最大,,气隙最大，传输扭矩最小,,感应驱动与控制,10,,永磁驱动装置的特点,:,,,,1,、容忍对中误差增大,11,,电机轴,负载轴,电机轴,负载轴,电机轴,负载轴,不对中的情况可以运行,轴向震动时候可以运行,有倾角的时候可以运行,12,,永磁驱动装置的特点,:,,,,2,、显著减少系统震动和噪音,常规机械安装，要求对电机、风机或水泵进行精密轴校准。

否则系统会引起强烈的机械振动和噪音，并会造成轴承、密封圈等部件加速磨损，增加维护维修成本永磁驱动装置通过气隙来传递扭矩，因而对连接安装配合精度要求大大降低安装时不需要激光轴校准因为无物理性连接，由连接精度所造成的机械振动和噪音大大降低，,,实践证明，此气隙连接方式，可降低振动,80%,左右13,,永磁驱动装置的特点：,,,,3,、具有过载保护功能,电机系统在运行时常常会出现系统过载或堵转现象导致电机被烧损的现象发生，安装永磁驱动装置后，由于电机和负载轴没有直接的物理连接，对于冲击型负载及有堵转可能的设备具有缓冲与自动保护的功能,,,减少电机被烧损的概率因此可以很简单的解决驱动系统中最难解决的问题14,,永磁驱动装置的特点,:,,,,4,、高效节能,,永磁调速驱动装置，可以通过调节气隙来实现流量或压力的连续控制，取代原系统中控制流量和压力的阀门或风门挡板，在电机转速不变的情况下，调节风机或水泵的转速而达到,节能,的目的15,,永磁驱动装置的特点：,5,、绿色环保：,,永磁驱动装置本身为纯机械结构，除自身不用电外，同时还不产生谐波和电磁干扰等污染，是,绿色,环保产品；,,6,、应用范围广、适应环境能力强；,,7,、结构简单、安全可靠、降低设备的维修率和维修费用；,,8,、体积小，安装方便、易于改造,16,,选择实施对象,杂用水的可靠性直接影响,4,台机组安全运行，因而我公司配置了,3,台水泵，一用一备一检修，杂用水泵设备参数：,电机铭牌数据,,泵铭牌数据,,型号,Y2-315M-4,型号,SOLW 150-57OB,额定功率,132KW,额定功率,132KW,额定电压,380V,额定流量,350-580m3/h,额定电流,240.4A,额定全压,/,扬程,64-52.5m,额定转速,1450rpm,,,生产厂家,上海连成泵业,,,17,,杂用水系统存在问题,原净水站三台杂用水泵共一动力电源和控制系统。

如控制系统、电源部分一旦出现故障，都将导致三台水泵全部停运因而三台水泵并不是完全意思的互为,独立,备用,每台水泵启停都引起杂用水管,,,网系统压力较大波动水泵与电机共轴，电机轴存在,,液体腐蚀18,,预期目标,掌握永磁调速的应用技术、永磁体的选型方法提高全厂杂用水系统供电、控制可靠性减少水泵启动对全厂杂用水管网系统水压脉动将永磁调速成功应用到杂用水系统中19,,20,,永磁调速器选型,所匹配的负载的额定轴功率,,电机的额定转速负载的额定轴功率越高，电机的额定转速越低，所配永磁调速器的容量,/,尺寸越大之所以与电机的额定转速密切相关，一方面是由于电机带动导磁转子切割永磁转子磁力线，其切割速度决定感应力矩的大小；另一方面是由于永磁调速器的损耗发热产生于导体盘上，依靠电机带动导磁转子转动，通过盘上散热叶片冷却，其转速越快，冷却效果越好电机的额定电压与永磁调速器的选型无关21,,杂用水泵控制方式,控制方式：由化学,PLC,上位机控制水泵启停，就地控制根据现场杂用水母管压力（,4-20mA,信号）的控制给永磁调速器的执行器，执行器根据信号的大小调节磁盘和导体盘盘之间的间隙，来自动调整杂用水泵的转速，使杂用水系统恒压在,0.46-0.47MPa,。

22,,满足运行需求所,具备功能：,电机启动,,电机停止,,水泵加速,,水泵减速,,远方、就地控制切换,,水泵停止指示,,水泵运行指示,,水泵转速反馈,,永磁温度,,电机电流,,杂用水泵综合故障报警,23,,设备购置清单,序号,名 称,规格和型号,单位,数量,产地,生产厂家,1,电机,Y2-135M4 -132KW,台,1,中国,滨特尔,2,永磁调速器,ASD18.5,台,1,美国,中达电通,3,单级离心水泵,PWT250-200-500,台,1,中国,滨特尔,24,,现场,实施,工作计划,25,,改造后效果（本体）,电动执行器,永磁体冷却风道,26,,水泵电机启动,,水泵,电机停止,,水泵加速,,水泵减速,,远方、就地控制切换,,水泵停止指示,,水泵运行指示,,水泵转速反馈,,永磁温度,,电机电流,,杂用水泵综合故障报警,改造后效果（就地控制柜）,27,,改造评价,改造前压力变化,1,、恒压效果对比：,28,,改造后恒压效果,29,,2,、能耗比较 不同工况（流量）下电流比值：,序号,流量,T/h,,（管,1+,管,2,）,工频泵电流,,（,A,）,永磁泵电流,,（,A,）,变频泵电流,,（,A,）,1,226.7,181,134.4,95.50,2,234.7,185.,137,101.,3,290.7,194.,148,126.,4,331.6,201,157,145.4,5,430,216.,177,169.9,6,533.6,230.1,197,192.4,改造评价,30,,3,、能耗比较 不同工况（流量）下功率,序号,流量,T/h,,（管,1+,管,2,）,工频泵消耗的电功率（,KW,）,永磁泵消耗的电功率（,KW,）,变频泵消耗的电功率（,KW,）,1,226.7,104.83,77.8419,59.71,2,234.7,107.14,79.3477,63.72,3,290.7,112.36,85.71,78.84,4,331.6,116.41,90.93,90.93,5,430,126.84,102.5,106.27,6,533.6,133. 27,122.20,120.33,31,,,改造将,0A,泵与,0B,、,0C,泵电源、控制系统分离，做到,0A,泵与,0B,、,0C,泵完全独立，提高了,4,台机组杂用水系统的运行可靠性。

稳压效果好（,0.47MPa,），满足杂用水系统需求0A,杂用水泵启停对系统压力变化影响小调速范围广（,0-100%,额定转速），节能效果显著 杂用水泵改造后的效果评价,32,,改造后评价总结,高效,节能,,(,可无级,20-98,%,,调整转速,),,简单,(,构造简单,,,容易安装,,,本身无需电源,),,可靠,(,不怕恶劣环境,,,寿命长达,30,年,),,软启动,(,电机完全在空载下启动,,,大幅降低启动电流,),,不怕堵转,,,不怕脉冲型负载,(,保护电机,,,机械密封,),,容忍对心误差,,,隔离并减低振动,,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,),,无电磁波干扰,,投资效益高,33,,项目提交的主要成果,,对新型永磁调速应用技术进行研究，掌握永磁调速器与变频调速的优缺点、永磁调速特性、永磁响应特性等技术指标，合理评价节能效果彻底解决了多年来困扰我公司杂用水网可靠性低、水压波动大的难题通过调整水泵转速来改变泵体流量，保证杂用水管网系统压力恒定满足生产工艺安全的要求并且达到节能的目的34,,项目费用,35,,效益估计,,日维护成本低。

永磁调速器是一个机电而非电子装置，所以，可靠性高，故障率底，维护简单，维护成本低使用寿命可长达,30,年转动设备轴承寿命延长永磁调速是一种原动机与负载之间没有刚性连接的调速技术泵和电机间没有机械硬连接，完全是通过气隙传递扭矩由此带来的独特优点一是隔离了振动的传递，减低振动消除振动能力最高可达,80%,；二是容忍轴不对准，显著的减少了对中难度，更容易安装及维修1,、,经济效益,36,,初次购置成本,,仅占全寿命成本,2,0%,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,运行成本,维护成本,,,总成本降低,,,$,设备全寿命成本,37,,,通过对永磁调速应用的研究，我们掌握了该调速原理、现场应用范围、预算设备改造后节能空间将我们在杂用水系统成功应用推广到电厂其它系统中，给需要调速特殊工艺和存在有节流损耗设备节能改造提供除变频之外的其它手段,——,永磁调速2,、,社会效益,,38,,。