南京艾凌永磁调速节能技术介绍-最新

南京艾凌节能技术有限公司永磁调速器产品介绍目录1 永磁调速节能技术介绍 (1)1.1 永磁调速器的基本原理 (1)1.2 永磁调速节能系统的组成 (2)1.3 永磁调速节能系统的主要作用及特点 (3)1.4 永磁调速节能分析 (4)1.5 永磁调速节能与同类技术的对比 (9)2 南京艾凌节能技术有限公司及其产品介绍 (16)2.1 公司简介 (16)2.2 公司发展历程 (16)2.3 公司主要获得荣誉及资质 (18)3 案例分析 (29)3.1 主要业绩 (29)3.2 客户应用证明 (32)1 永磁调速节能技术介绍1.1 永磁调速器的基本原理南京艾凌永磁调速器由导体转子、永磁转子和调节器三部分组成。

永磁转子在导体转子内，两者无连接，其间由空气隙分开，并随各自安装的旋转轴独立转动；调节器调节永磁转子与导体转子在轴线方向的相对位置，以改变导体转子与永磁转子之间的啮合面积，实现改变导体转子与永磁转子之间传递转矩的大小。

导体转子安装在输入轴上，永磁转子安装在输出轴上，当导体转子转动时，导体转子与永磁转子产生相对运动，永磁场在导体转子上产生涡流，同时涡流又产生感应磁场与永磁场相互作用，从而带动永磁转子沿与导体转子相同的方向转动，结果是将输入轴的转矩传递到输出轴上；输出转矩的大小与啮合面积相关，啮合面积越大，扭矩越大，反之亦然。

永磁转子在调节器作用下，沿轴向往返移动时，永磁转子与导体转子之间的啮合面积发生变化。

啮合面积大，传递的扭矩大，负载转速高；啮合面积小，传递的扭矩小，负载转速低；啮合面积为零，传递扭矩为零，永磁转子与导体转子完全脱开，永磁转子转速为零，负载转速也为零。

图1 永磁调速器系统组成图2 啮合面从大到小图3 调速原理-改变啮合面积1.2 永磁调速节能系统的组成通常永磁调速系统由永磁调速器、电动执行机构、转速变送器、温度变送器、控制信号源、就地显示控制箱、远程控制系统、电缆等设备集成。

永磁调速器安装在电机和负载之间，传递扭矩，通过永磁调速器的调节机构实现导体转子与永磁转子之间的磁场啮合面积改变，从而实现负载转速变化。

啮合面积大，通过永磁调速器传递的扭矩就大，负载转速高；啮合面积小，通过永磁调速器传递的扭矩就小，负载转速低。

电动执行器提供动力使得啮合面积随着电动执行机构的指令变化而变化，电动执行机构接受控制中心（根据不同的情况，可以是PLC 控制，也可以是DCS控制）的指令，电动执行器根据控制中心的指令进行动作，并将结果反馈给控制中心。

控制信号源则为工艺需要的控制对象，对于泵系统而言可能是管网压力、流量、或者液位，而对于水泵 而言则可能是压力、流量等其它工艺需要的一些参数，因此控制信号源可能为压力信号、流量信号、液位信号等等。

通常而言信号为4-20mA的电流信号。

就地显示控制箱提供就地显示功能，并提供系统信号的上传下达的通道，方便工作人员到现场巡检。

图4 永磁调速系统组成1.3 永磁调速节能系统的主要作用及特点（1）调速节能。

可以根据现场的实际运行工况，通过调节永磁调速器永磁转子与导体转子之间的啮合面积实现负载调速，达到满足工艺的同时进行经济运行的目的。

调速范围：30-98%无级调速。

（2）轻载启动。

整个启动过程平稳，冲击小。

具有轻载启动停机功能，可以有效地降低电机的启动电流、解决水锤和气穴现象。

（3）简单可靠、维护少。

可靠性高，使用寿命长，设计寿命达25-30年。

设备结构简单，较电子类设备故障率低，维护成本少。

（4）隔振。

隔离电机侧与负载侧的振动，减少整个系统的振动。

并且可容忍较大的安装对中误差。

并可适应轴向窜动量。

（5）适应各种恶劣工况。

电网电压波动较大，谐波含量较高，易燃、易爆，潮湿，粉尘含量高，高温、低温等场所；不产生任何污染物。

（7）具有过载保护功能，当负载过载或者堵转时，将设备系统因过载而导致的系统损害和巨大损失降到最低。

（8）安装简单，维护工作量少。

安装简单，不需要对电机和负载做任何改变。

安装时，只需用永磁调速器替换原来联轴器即可，现场安装调试方便。

1.4 永磁调速节能分析1.4.1 永磁调速器节能原理➢ 阀门调节方式耗能情况：根据风机、泵系统设计原则，为了保证负荷最大时风机或泵系统满足输出要求，通常需要按系统的最大输出能力配备风机、泵系统。

而真正实用中，绝大多数情况下并非需要系统在满负荷下使用，而是根据负载的实际需要，通过流量控制元件如阀门或风门挡板等实现流量或压力的调节，以满足生产过程的需要。

最典型的控制流量或压力的方法是使用阀门或风门挡板。

此时，风机、泵系统的效率＝电机效率×调节流量或转速或压力控制原件的效率×风机、泵效率×输送管道的效率。

如果其它效率恒定的情况下，系统效率取决于调节流量或转速或压力控制设备的效率。

由于阀门或风门挡板是通过调节开度来实现输出流量或压力的调节，电机和负载的转速并未发生变化，根据相似定律，输入功率并不会因为阀门开度变化而变化。

当阀门或风门挡板开度<100%或调节器非直通型，流体经过阀门或风门挡板都会造成非常大的能量损失，同时在阀门或风门挡板两端产生很大的压差，特别是在风机的输出端的压力增高，使得风机的运转点偏离最佳效率点，因此，阀门开度减小时，电机输入功率不会显着减小，很多能量因此浪费掉。

➢ 采用永磁调速改造的系统耗能情况：从流体力学的原理得知，使用感应电机驱动的离心式负载，轴功率P 与流量Q ，压力H 的关系为：H Q P ⨯∝图5 离心式负载特性曲线其中：Horsepower ：轴功率曲线、Speed ：转速及流量曲线、Torque ：压力曲线如图所示：当电机的转速由n1变化到n2时, Q 、H 、P 与转速的关系如下:1212n n Q Q ⨯= (1) 21212⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=n n H H (2) 2P =1P 312⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯n n (3)可见流量Q 和电机的转速n 是成正比关系的，而压力与转速的二次方成正比，所需的轴功率P 与转速的立方成正比关系。

所以当需要80％的额定流量时，通过调节电机的转速至额定转速的80％，此时系统的压力仅为原来的64%，此时所需功率将仅为原来的51.2％，即：表1 离心式负载调速性能表从风机、泵的运行曲线来分析采用永磁调速后的节能效果：图6 离心式负载的运行曲线当所需流量从Q1减小到Q2时，如果采用调节阀门的办法，管网阻力将会增加，管网特性曲线上移，系统的运行工况点从A 点变到新的运行工况点B 运行，所需轴功率P2与面积H2×Q2成正比；如果采用调速控制方式，风机转速由n1下降到n2，其管网特性并不发生改变，但风机、泵的特性曲线将下移，因此其运行工况点由A 点移至C 点。

此时所需轴功率P3与面积HB ×Q2成正比。

从理论上分析，所节约的轴功率Delt(P)与（H2-HB ）×（C-B ）的面积成正比。

在实际运行中，系统能够调节的空间通常是在考虑流量满足的同时还必须考虑系统的压力能不能满足要求。

通过实践的统计，离心式风机、泵类负载通过调速控制可节能20％～50％。

1.4.2 永磁调速器节能计算 （1）改造前电能年消耗量K 1：[]∑∑⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=δφδ)cos 732.1()(11I U T P T K 其中：1K ——改造前总耗电量，h kw ⋅。

T ——全年平均运行时间，h ；1P ——单一负荷下工频运行功率，kW ；δ——这种负荷下的全年运行时间比例；U ——电机电压，kV ；I ——电机电流，A ；φcos ——单一负荷下运行功率因数，小于额定功率因数。

（2）改造后电能年消耗量K 2:∑∑⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⨯=⨯⨯=δηδ/)()(3222n n N N P T P T K其中：2K ——改造后总耗电量，h kw ⋅。

T ——全年平均运行时间，h ；2P ——改造后电机消耗功率，kW ；n P ——泵额定轴功率。

δ——这种负荷下的全年运行时间比例；n N N 2——为转速比，},max{222N N n H H Q Q N N =2Q ——为改造后的流量。

2H ——为改造后的压力。

η——为综合效率（包括永磁调速器效率、泵和电机效率下降比率）计算时一般取值为0.90~0.99。

（3）量化分析如下：改造前：水泵运行功率φcos 732.11⨯⨯⨯=I U P年耗电量：∑⨯⨯=)(1δP T K其中：运行数据按照现场采集数据计算，年平均运行时间为300天，系统运行功率因数取0.85。

改造后：水泵运行功率：η/)(322n n N N P P ⨯=其中：},max{222N N n H H Q Q N N =n N N 2取较大值，得到最低节电率。

节电率：=121-P P P年节电量为：(原系统年耗电量-改造后年耗电量)*24*300（其中，按照年运行时间300天计算）年节约电费为 = 年节电量*单价电费（其中电费按x 元/度计算）如果考虑到减少了系统的振动，减少了系统的维护工作量，延长了轴承和密封件的寿命等因素，效益远大于上述数据。

1.5 永磁调速节能与同类技术的对比1.5.1 永磁调速与变频调速和液力耦合调速方式的比较1）传递效率对比永磁调速器、变频器和液力耦合器的传递效率如图7所示。

永磁调速器的最高效率可达98%，功率损耗主要包括转差损耗和机械损耗。

计算变频器效率时，要将冷却设备和其他辅助性设施所需的能量计算在内，包括变压器、滤波器、控制装置、照明设施等。

液力耦合器的损耗主要有液力损耗、机械损耗和容积损耗，在其运行过程中，这三种损耗通常高达10%以上。

当负载的平均转速达到电机速度80%以上时，永磁调速器的总体效率最高，是最好的调速装置的选择；在速度低于80%时，变频器可能更有效率；液力耦合器的效率在三种调速方式中是最低的。

图7 三种调速方式的效率曲线2）对环境和设备的影响对比永磁调速器不产生谐波，不产生污染物污染环境。

永磁调速器安装时，只需改变电机和负载之间的相对位置，不需要对电机和供电电源进行任何改动；安装后，对整个系统不产生电磁干扰；由于主动转子和从动转子非接触连接，大大降低了电动机和负载之间的安装精度。

变频调速装置产生大量的谐波，影响电网的质量；产生的高次谐波对电动机也会产生冲击和多余的热量，易破坏电动机的绝缘性，使电动机和负载的寿命降低，维护工作量增大。

低速时，电机转速慢，对于风冷式电动机的冷却效果差，易使电动机温度升高，影响绝缘。

液力耦合器虽然也是非接触链接，但是没有解决电动机和负载之间的安装精度问题。

联轴器磨损问题较大，维护周期短。

液压油容易泄露，污染环境。

3）软启动对比永磁调速器可以对电机和负载独立启动，启动性能最好，对系统电压影响最小，起动时间短，产生的热量最小，避免了管路压力突变造成的冲击。