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1、。
永磁調(diào)速前景如何 永磁調(diào)速與變頻調(diào)速技術(shù)和經(jīng)濟對比分
析
永磁調(diào)速前景如何呢 ?永磁調(diào)速與變頻調(diào)速技術(shù)和經(jīng)濟上面各自都有哪些優(yōu)勢呢 ?我們
一起來了解一下吧。 目前,實現(xiàn)調(diào)速的方法主要有變頻調(diào)速、 液耦調(diào)速以及永磁調(diào)速等方法。
變頻調(diào)速是目前應(yīng)用最廣,技術(shù)相對成熟的調(diào)速技術(shù) ;永磁調(diào)速是一種透過氣隙傳遞轉(zhuǎn)矩的
“革命性”傳動技術(shù),因其高效節(jié)能、簡單可靠、 震動噪音小等諸多優(yōu)點, 在調(diào)速領(lǐng)域的應(yīng)
用也越來越廣 ;而液耦調(diào)速由于調(diào)節(jié)精度低、 調(diào)速范圍有限、 低速轉(zhuǎn)
2、差損耗大、 控制精度低、
線性度差、響應(yīng)慢、容易漏液等原因,其運用正在逐步減少。
本文主要針對永磁調(diào)速和變頻調(diào)速兩種調(diào)節(jié)方式, 從技術(shù)和經(jīng)濟兩方面進行了比較和分
析。
1 永磁調(diào)速和變頻調(diào)速的基本原理
永磁調(diào)速是一種透過氣隙傳遞轉(zhuǎn)矩的傳動技術(shù)。 它以現(xiàn)代磁學(xué)為基本理論基礎(chǔ), 通過調(diào)
節(jié)永磁體和導(dǎo)體之間的氣隙或耦合面積, 來改變負載端的輸出轉(zhuǎn)矩, 從而實現(xiàn)控制負載端流
量或壓力的變化。 永磁調(diào)速裝置主要由導(dǎo)體轉(zhuǎn)子、永磁轉(zhuǎn)子和控制器三部分組成。導(dǎo)體轉(zhuǎn)
子固定在電動
3、機軸上,永磁轉(zhuǎn)子固定在負載轉(zhuǎn)軸上,導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子之間無機械連接,
電機旋轉(zhuǎn)時帶動導(dǎo)體轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn), 切割磁力線產(chǎn)生渦電流, 該渦電流在導(dǎo)體轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生感應(yīng)磁
場,使導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子間互相拉動, 從而實現(xiàn)了電機與負載之間的轉(zhuǎn)矩傳輸。 永磁調(diào)速
的特點是電機轉(zhuǎn)速基本不變,當(dāng)負載端的控制信號 (如壓力、流量等 )變化后,由執(zhí)行器對信
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。
號進行識別和轉(zhuǎn)換, 通過調(diào)節(jié)導(dǎo)體轉(zhuǎn)子與永磁轉(zhuǎn)子之間空氣間隙的大小, 來改變負載端功率
的輸出。
變頻
4、調(diào)速的基本原理為:異步感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)速 n 與電源頻率 f 、轉(zhuǎn)差率 s、電機極對
數(shù) p 三個參數(shù)有如下線性關(guān)系:
n = 60f ( 1 - s ) / p 。
改變其中任何一個參數(shù)都可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)速的改變。變頻器是通過改變電源頻率 f 的方式
來改變電動機轉(zhuǎn)速的。 根據(jù)泵的相似定律, 可知泵的功率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比, 通過改變
轉(zhuǎn)速,軸功率會大大降低,從而實現(xiàn)節(jié)能。
2 永磁調(diào)速和變頻調(diào)速的技術(shù)性比較
永磁調(diào)速和變頻調(diào)速都是高效節(jié)能的調(diào)速技術(shù), 但是二者從原理
5、、 構(gòu)造、 使用維護以及
對運行環(huán)境的適應(yīng)能力等都有明顯的差異。 下面從安裝、 運行和檢修維護三方面對兩種調(diào)速
技術(shù)進行了對比分析:
永磁調(diào)速和變頻調(diào)速技術(shù)性比較
項目 永磁調(diào)速 變頻器調(diào)速
工作原理 無機械連接,氣隙傳遞扭矩 電子變頻率
安裝 安裝難度 容易 難
軸系找中 電機軸和泵軸之間無機械連接,
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。
軸系找中要求低 電機軸和泵軸之間機械剛性連接,軸系找中要求高
6、
附屬廠房及設(shè) 備安裝工作量 除了兩軸之間永磁裝置和永磁 執(zhí)行器之外無其他附件,
安裝工 作簡易 由于變頻器電氣元件對環(huán)境要 求很高,整套變頻系統(tǒng)除了變 頻設(shè)備和連接
電纜之外,需要 設(shè)置單獨的帶空調(diào)設(shè)備的變頻 器室,來確保變頻器安全穩(wěn)定 運行,所以
附屬房間和設(shè)備的工作量很大。
運行 效率 96% ~ 99% 98% 以上 ( 進口 ), 96%( 國產(chǎn) )
輸入電壓敏感 無電氣元件, 對輸入電壓要求很 低 對輸入的電壓敏感, 不同電壓 等級
的變頻器設(shè)置不同,電壓等級越高,設(shè)置越
7、復(fù)雜。
過載保護 通過滑差來實現(xiàn)過載保護 過流保護
系統(tǒng)減震 由于軸系之間無機械剛性連接, 且泵在最佳工況下運行, 可以有效地降低震
動。 由于變頻器只是對電機進行控 制,泵與電機之間還是傳統(tǒng)的
機械連接
運行環(huán)境要求 可適用于室外、高粉塵、礦井、
輪船等惡劣環(huán)境 需要防雷,空調(diào),防塵,對環(huán)境
要求很高
能頻繁啟停 是 否
響應(yīng)速度 較慢 快
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。
8、
調(diào)節(jié)精度 較高 很高
增加軸承油封
和系統(tǒng)壽命 是 否
軟啟動 空載啟動 低頻啟動
輸入功率因數(shù) 同電機 低于電機
電力諧波 無 較高
使用壽命 25 年以上 10 年左右
維護 與檢 修 故障查找難度 容易 較難
故障點數(shù)量 最少 較多
軸承油封更換 頻率 極低 高
維護難易度 只需要鉗工對永磁機械設(shè)備進 行維護,操作簡單,維護檢修時 間短,人
員
9、要求低。 需要電氣專業(yè)工程師對變頻設(shè) 備進行檢查,由于變頻器電氣 元件和設(shè)備復(fù)雜,
所需人員要
求和時間也較高。
通過對比可以看出,永磁調(diào)速技術(shù)在效率、調(diào)節(jié)精度和響應(yīng)速度三個方
面略比變頻差,其余方面都是要比變頻調(diào)速有優(yōu)勢。
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3 永磁調(diào)速和變頻調(diào)速的經(jīng)濟對比
以某發(fā)電廠每臺機組配兩臺 50% 的凝結(jié)水泵,對兩種調(diào)速方式在造價、安裝調(diào)試、運
營和維護費用進行經(jīng)濟性比較,見下表:
凝
10、結(jié)水泵永磁調(diào)速和變頻調(diào)速經(jīng)濟對比
項目 永磁調(diào)速 變頻器調(diào)速
凝結(jié)水泵 揚程 300mH2O ,流量 600m3/h , 電機功率 650kW ,電壓等級 6kV
造價 調(diào)速器價格 進口設(shè)備: 108 萬元 / 臺 進口設(shè)備: 130 萬元 / 臺
材料配件 1 萬元 8 萬元 (變頻電纜 5 萬元,制冷空調(diào) 3 萬元 )
數(shù)量 2 1
附屬廠房造價 無附屬廠房 變頻室 (4*9M) : 10.8 萬元
小計
2
11、17 萬元 進口設(shè)備: 148.8 萬元
運營成本 純機械結(jié)構(gòu) 制冷系統(tǒng)年耗能 (5.6%) :12.74 萬元 / 年
維護成本 潤滑油脂等維護: 0.2 萬元 / 年 模塊損壞更換等 1 萬元 / 年
總體來說, 無論從初投資還是后續(xù)運營及維護,凝結(jié)水泵采用永磁較進口變頻調(diào)速造
價要經(jīng)濟。
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4 結(jié)束語
通過分析可知, 相比于變頻調(diào)速技術(shù), 永磁調(diào)速在傳遞效率、 調(diào)節(jié)精度和響應(yīng)速度方面
略低于
12、變頻調(diào)速,但在泵組的安裝、調(diào)試、檢修方面,要比變頻簡單、方便,在使用壽命、
運行環(huán)境適應(yīng)性、泵組減震降噪、軟啟動、過載保護、對電網(wǎng)諧波影響等方面的性能,都要
優(yōu)于變頻調(diào)速 ;經(jīng)濟方面,永磁設(shè)備現(xiàn)階段都依賴于進口,設(shè)備價格昂貴,工程初期投資要
高于進口變頻設(shè)備, 如果考慮到設(shè)備壽命, 永磁調(diào)速的初期投資比變頻調(diào)速的投資低, 并且
運行成本比變頻節(jié)省,所以總體來講,永磁調(diào)速相比于進口變頻調(diào)速裝置要更經(jīng)濟。
總之,永磁調(diào)速是一種技術(shù)先進的新型節(jié)能調(diào)節(jié)技術(shù), 為電動機的調(diào)速節(jié)能提供了一種
新的選擇。 目前,該
13、技術(shù)在國內(nèi)應(yīng)用時間還比較短,隨著產(chǎn)品的應(yīng)用, 運行可靠性得到充分
證明后,將會有廣闊的應(yīng)用前景。
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14、
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