永磁涡流柔性调速器 水冷型永磁涡流柔性传动调速装置
永磁涡流调速装置三维有限元分析
永磁涡流调速装置三维有限元分析董舒寻;江清芳;钱志华;钱玉倩;黄崇富【摘要】永磁涡流调速装置采用无机械联结的柔性传动方式,传动特性较软,具有高效节能、无谐波污染等优点.为了探究装置的机械特性和传动特性,给实物装置的参数选定和优化设计提供参考,利用ANSYS Maxwell软件,建立了永磁涡流调速装置的三维有限元模型,赋予了模型各部分相应的属性,进行了三维瞬态磁场有限元分析,得到了模型在不同转速差下的输出转矩和输出功率.随着转速差的增加,输出转矩先增加,后缓慢减小;输出功率持续增加.从转速差·转矩关系曲线上确定了装置的转速差在30～ 100rpm范围内为合理工作区间.【期刊名称】《防爆电机》【年(卷),期】2018(053)006【总页数】6页(P1-6)【关键词】涡流;永磁调速;有限元方法【作者】董舒寻;江清芳;钱志华;钱玉倩;黄崇富【作者单位】南京工程学院自动化学院所,江苏南京211167;南京工程学院自动化学院所,江苏南京211167;南京工程学院自动化学院所,江苏南京211167;南京工程学院自动化学院所,江苏南京211167;南京工程学院自动化学院所,江苏南京211167【正文语种】中文【中图分类】TM301.30 引言目前，电机驱动系统调速的首选方案依然是变频器[1,2]。
但是变频器随着电压等级的增加，其可靠性和可维护性降低，时常发生故障，造成财产损失[3,4]。
另外，高压变频器产生的高次谐波对电网产生污染，并且会大大降低电机的使用寿命，因此需要配备谐波治理设备[5,6]。
上世纪90年代末永磁涡流调速技术的提出，为传统的高压大功率电机传动技术带来了全新的理念。
永磁涡流调速装置是一种新型的电机调速装置，主要包含导体转子和永磁体转子两个基本组件。
它以高性能的稀土永磁材料钕铁硼(NdFeB)作为磁源，通过联结在电机轴的导体转子和联结在负载轴的永磁转子之间的相对运动使得导体转子上产生涡流，该涡流生成感应磁场，且与永磁体产生的磁场相互作用，进而产生电磁力牵引永磁转子随导体转子同向转动，将扭力从电机侧传递给负载端。
合肥永磁柔性调速,两种调速的比较
合肥永磁柔性调速，两种调速的比较合肥永磁柔性调速。
采用大功率调速型永磁耦合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。
一、背景当前，国内的企业的风机和水泵所采用的调速方式大部分是变频调速。
鉴于变频调速器在生产运行中所出现的问题，尤其是变频设备故障的不确定性，给企业生产上带来了隐患，直接影响了生产运行的连续性、稳定性以及可靠性；也给企业带来了较大的经济损失，这种损失通常是因为电气设备故障时，造成停机。
二、分析比较我们就企业最为关心的以下四个方面来进行分析比较：(一) 系统的可靠性永磁耦合器永磁耦合器是一个纯机械的产品，性能稳定，对供电电源没有合肥永磁柔性调速，永磁二、分析比较我们就企业最为关心的以下四个方面来进行分析比较：(一) 系统的可靠性永磁耦合器永磁耦合器是一个纯机械的产品，性能稳定，对供电电源没有任何要求，且使用中不会对电网产生高次谐波污染（高次谐波的污染对电网产生的危害众所周知，这里不再赘述）。
因为不用电，所以不存在电磁干扰问题。
高压变频器尽管变频器目前技术比较过关，但是作为一个高度复杂的电子设备而言，其运行中故障的不可预见性、不确定性还是有目共睹的。
首先对环境的要求十分苛刻，专用房间要密封、防尘，夏季要有空调来保持设备正常运行所要求的温度，辅助设施投入较大。
其次对供电电源有一定的要求，电子设备易受电磁干扰会造成变频器设备运行的不可靠。
同时在变频器运行时，对电源系统也会产生高次谐波污染，破坏电网的质量，严重时甚至影响电子设备的稳定运行，需要用户采用其他设备（滤波器）来消除。
另外，由于采用变频器时，电机与负载之间的轴连接是接触式的，不具备减少轴承、密封损坏的优点。
(二) 长期运行的稳定性永磁耦合器永磁耦合器具有机械结构简单，一旦安装完成投入使用，基本不受使用环境的干扰和影响，运行稳定可靠。
因为不用电，所以不存在电磁干扰问题。
永磁调速器
、环槽螺母套、钢珠等其他附件。 滚珠丝杆套：锻钢车床加工成型毕调质处理HRC22~28内孔环槽部分渗氮，深度 0.5~1.0mm。 滚珠保持架：无缝钢管车床加工成型毕调质处理HRC22~28零件渗氮，深度 0.5~1.0mm。 环槽螺母套：锻钢40Cr车床加工成型毕调质处理HRC22~28内孔环槽部分渗氮， 深度0.5~1.0mm。 钢珠：SФ8硬度HRb8
有倾角的时候可以运行、不对中的情况可以运行、轴向震动时候可以运行 4、空载启动
降低启动峰值电流，减少浪涌持续时间，适合频繁启动，节约能源。 5、绿色环保
没有液力耦合器的漏油污染，更环保。没有变频器调速时对电网产生的谐波污评指导
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目录
1 2 3 4
永磁调速器涡流柔性传动技术是依据现代磁学理论，应 用稀土永磁新材料所产生的强磁力，经过科学的磁极配置， 实现力矩的无接触传递。
永磁 + 涡流 = 柔性传动
涡流电 流
S
N S N 磁极
S
侧视图 顶视图
通过感应磁极与永磁体间的相互作用力来传递扭矩
永磁调速器一般有三个部分组成，一是和电机连接的导磁体，二是与负载连接 的永磁铁，这俩个转动体之间有一定的空间间隙，三是一个调节器，通过调节器调 节俩个转体之间空间的间隙的大小，通过负载扭距的调节实现负载输出速度的控制。
永磁调速装置与变频器调速的对比
永磁调速装置与变频器调速的对比摘要：本文从调速原理、技术特点、寿命周期、改造费用等四个方面对永磁调速装置与变频调速进行了综合比较。
结果表明，永磁调速装置相对于变频器调速具有可靠性高、使用寿命长、改造费用低、无谐波污染、环境适应性强、安装维护简单等显著优势，可以在钢铁、电力、石化等众多领域推广应用。
关键词：永磁调速装置；变频器；调速原理；技术特点；改造总成本一、引言近年来，离心式风机和水泵大量的应用于工业生产中，其每年消耗的电能总量占全国发电总量的20%以上。
但是在实际的生产中，水泵和风机的设计量通常要大于现场生产工况所需的量，现场常采用阀门调节方式进行流量或压力调节以满足现场生产工艺。
这样的调节方式将大量能量消耗在了阀门挡板上，造成了能量浪费。
然而利用传动装置调节转速方式调节水泵和风机的流量、压力，在降低压力的同时减小流量，则此时水泵或风机仍然在高效区间内运行，可达到既节约电能又不影响系统稳定运行的目的。
根据国家节能减排规划的要求，推进使用永磁调速装置和变频器进行风机和水泵的节能改造，逐步淘汰阀门控制方式。
本文将就永磁调速装置和变频器的调速原理、技术特点和改造费用等方面进行综合的比较和分析。
二、调速装置简介2.1 永磁调速装置简介永磁调速装置是一款纯机械结构的传动装置，它主要由永磁调速装置本体和电动执行机构组成。
永磁调速装置本体为盘式结构，由连接在电机侧的导体盘和连接在负载侧的永磁体盘组成，导体盘和永磁体盘通过空气连接，无刚性连接。
电机侧导体盘转动通过磁力作用带动永磁体盘侧的负载转动，系统通过电动执行机构调节导体盘和永磁体盘直接的间隙，从而实现对负载转速的调节。
永磁传动技术实现了能量的空中传递，从而颠覆了传统的传动理念，实现了传动技术的绿色节能，该技术集高科技、节能、环保、低碳排放于一身，被誉为传动史上的一次革命，是世界领先和独家占有的革命性技术。
永磁调速装置结构示意图如图1所示：永磁调速装置结构示意图2.2 变频器简介变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。
永磁调速装置安装要求
永磁调速装置安装要求永磁调速装置是一种常用于工业生产中的电机控制装置，它通过控制电机的转速，实现对工业设备的精确控制。
在安装永磁调速装置时，需要注意以下几个要求。
一、安装环境要求1. 温度和湿度：永磁调速装置应安装在温度在-10℃至40℃之间、湿度在20%至80%之间的环境中，以确保其正常工作。
2. 防尘和防震：安装位置应尽量避免有尘土、水汽等影响永磁调速装置正常运行的因素，同时应考虑到工作环境中可能存在的振动和冲击，选择合适的安装位置和固定方式。
3. 通风散热：永磁调速装置在工作过程中会产生一定的热量，因此安装时应考虑到通风散热的问题，避免过热对装置正常运行造成影响。
二、电源供应要求1. 电压稳定性：永磁调速装置对电源电压的稳定性要求较高，应确保电源电压在额定范围内，以避免对装置的损坏。
2. 电源线路：安装时应选择合适的电源线路，线路的截面积和长度应符合规定，线缆的连接应牢固可靠，避免线路过长或过细导致电压损失或线路过载。
三、电机连接要求1. 电机类型：永磁调速装置适用于各种类型的交流电机和直流电机，但在安装时应根据电机的类型和参数进行正确的连接。
2. 电机线缆：电机线缆的选择应根据电机的额定电流和工作环境来确定，线缆的截面积和材质应符合要求，连接应牢固可靠。
3. 接地保护：为了确保人身安全和设备正常运行，应对电机进行良好的接地保护，接地电阻应符合要求。
四、控制回路要求1. 控制信号输入：永磁调速装置通常需要接收外部的控制信号，因此在安装时应保证控制信号输入的准确性和稳定性。
2. 控制回路连接：控制回路的连接应牢固可靠，线缆的长度和截面积应符合规定，接线端子应正确接触，避免接触不良或松动导致的故障。
3. 信号传输：控制信号的传输应避免与干扰源接近，信号线应与电源线和电机线缆分开布置，以避免干扰和误差。
五、安全和维护要求1. 安全保护：永磁调速装置的安装位置应符合相关安全规范，装置本身应具备过载保护、短路保护等安全功能，以确保运行安全。
永磁涡流柔性传动节能技术
七、典型案例
案例1 鞍钢东烧厂活性灰2#引风机 220KW 1480rpm
案例1 鞍钢东烧厂活性灰2#引风机
运行电流 A Running Current A
现场监测记录 Field Monitoring Record
20 18 16 14 12 10
8 6 4 2 0
1-Dec 2-Dec 3-Dec 4-Dec 5-Dec 6-Dec 7-Dec 8-Dec 9-Dec 10- 11- 12- 13- 14- 15- 16- 17- 18- 19- 20Dec Dec Dec Dec Dec Dec Dec Dec Dec Dec Dec
案例11－鞍钢大孤山铁矿排岩皮带机 560WK 990rpm
案例12－弓长岭一球回热风机 900KW 990rpm
案例12－永磁调速配套水循环冷却系统
案例13－弓长岭二球回热风机 900KW 990rpm
案例14－鞍钢动力总厂七高炉循环水泵站 710KW 1485rpm
案例15－宝钢集团条钢事业部除尘风机 160KW 1490rpm
2012年11月，公司的“永磁涡流柔性传动节能技术” 被国家 发改委列为《国家重点节能技术推广目录（第五批）》当中。 在全国范围内推广使用。
2013年8月，公司的水冷型永磁涡流柔性传动装置获批辽宁省 科技创新重大专项项目。
2013年7月，水冷型永磁传动节能装置荣获辽宁省中小企业专 精特新产品。
二、传动原理
节能报告
案例5－大庆油田北十二联合站深度污水泵
案例6 上海石化热电厂1250KW 1480rpm
案例7 九江石化热电厂60KW 990rpm
案例8－山东海化锅炉引风机2400KW 990rpm
永磁耦合器、永磁调速器
永磁调速技术
最简单、可靠的调速节能装置
想象
调速节能 缓冲脉冲式冲击 安装简便 缓冲启动 对中不准下运转 构造简单
一个纯机械装置 .. 无需用电, 无机械连结
隔离震动 可靠 / 少维护 无谐波干扰
延长设备寿命
• 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。
P1/P2 = (N1/N2)3 T1/T2 = (N1/N2)2
Q:流量 H:扬程(压力) P:功率 T:扭距
( ) 0 10 20 30 40 流量百分比
50 60 70 80
90 100
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27% - 49%
高精度,全范围调速
没有快速重启动能力
有电力谐波干扰
容许快速重复启动
无谐波干扰的问题
维护复杂频繁,需专业人员, 维护少、简单，技术要求低， 零备件贵,费用高,时间长 时间短 需要额外空间安装,空调 仅需局部现场改造
需激光校准轴,有振动,潜在 容忍轴对中不准度，减振， 的轴承“刻槽”问题 提升轴承与机械密封寿命
• 独家技术： • 斯普瑞空冷产品散热设计更佳，可做到至少 630Kw空冷型产品；其他产品目前的空冷极限为 355Kw。 • 斯普瑞产品轴向结构小，可不动基础或微调基础 即可完成改造；其他产品必须重做基础。
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青岛斯普瑞永磁调速器
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Q&A
永磁涡流柔性传动调速装置在转炉浊环水供应中的应用实例
Ｄ Ｏ Ｔ： １ ０ ． １ ６ ６ ４ ０ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ３ ７ — １ ２ ２ ２ ／ ｔ ． ２ ０ １ ６ ． ２ ３ ． １ ９ ７
１ 产 线工艺用水情况介绍
山钢股份济 南分公司炼钢厂 转炉系统主要用水为 转炉烟气除尘净 化 回收设 施一 文、二 文及 除尘设 备、风 机冲洗 等 设备用 水 ，用 水量 １ ８ ０ ０ ｍ ／ ｈ 。转炉 烟气 除尘一文 、二文供 水泵组 水泵 ７ 台 ，开 ５ 备２ ；
一种防止过热的风冷型永磁涡流柔性调速装置[发明专利]
![一种防止过热的风冷型永磁涡流柔性调速装置[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/f3c724cb482fb4daa48d4b80.png)
专利名称：一种防止过热的风冷型永磁涡流柔性调速装置专利类型：发明专利
发明人：马忠威
申请号：CN201610843322.1
申请日：20160923
公开号：CN106411099A
公开日：
20170215
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及永磁传动技术领域，尤其涉及一种防止过热的风冷型永磁涡流柔性调速装置，包括永磁转子、导体转子、主轴和气隙调节机构，所述永磁转子中设有永磁盘一、永磁盘二和中间盘，所述导体转子中设有导体盘一、导体盘二和间隔支架，所述导体盘一与导体盘二的背侧面均设有主散热片，所述导体盘一与导体盘二的内侧面均设有导体，其特征在于，所述导体一与导体二的相对内侧面分别设有副散热片，所述副散热片按圆周方向排列于导体内侧边缘的非耦合面积上。
与现有技术相比，本发明的优点是：1）提高了风冷永磁产品的散热性能，扩展了大功率风冷型永磁产品的应用范围。
2）提高了测温准确率，实现及时报警和停机，保证设备的安全生产。
申请人：迈格钠磁动力股份有限公司
地址：114020 辽宁省鞍山市千山区鞍旗路22号
国籍：CN
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大功率水冷永磁涡流调速器的多场耦合研究
大功率水冷永磁涡流调速器的多场耦合研究刘源新疆伊犁河流域开发建设管理局DOI:10.32629/hwr.v3i5.2109[摘 要] 随着我国社会经济的不断进步发展,伴随而来的还有雾霾空气污染,并且雾霾空气污染在不断的发展,“节能减排、能源可持续发展”等多种环保政策方针一直是我国在经济发展基础上所推出的政策要求。
我国社会经济在发展过程中对于电能的需求量巨大,电机系统是实现节能的有效保障,永磁涡流调速器在电力调速节能中的有效利用,不仅节能效果显著,而且成效性高,制造成本以及维修成本相对较低,在电网中也不会产生谐波污染。
永磁涡流还可以确保电机的正常工作运作,确保电力运行的安全性,所以,此文就大功率水冷永磁涡流调速器的多长耦合进行研究讨论。
[关键词] 永磁涡流调速器；电机系统；节能前言我国的工业耗能设备中,电机作为工业耗能设备中的重要组成部分,是在实际的使用中利用率最高的,所以电机系统也成为了我国的重点节能系统之一。
在我国的调速节能技术中,永磁涡流调速技术是一项新兴化的调速节能技术,永磁涡流调速器利用永磁体还有导体之前所进行的相对运动,来进行传动工作还有调速工作。
永磁涡流调速技术针对使用环境的适应性较高,并且维护管理投入相对较少,可以有效保障相关企业的经济效益,并且,通过永磁涡流的使用节能效果显著,运行工作具有安全性以及可靠性。
1 永磁涡流调速相关介绍磁力传动技术分为多种,其中包括永磁涡流调速技术。
永磁涡流调速器提高了风机的离心式负载运转速度还有水泵的离心式负载运转速度,从整体上提高了电机的运转效率,从而增加了节能成效。
永磁涡流调速器由3各板块组成,铜导体转子机构、永磁转子结构还有气隙调节机构,电动机的轴上主要由导体转子部分所固定,负载转轴上主要由永磁转子部分所固定[1]。
当永磁涡流调速器中的导体转子在进行转动工作的时候,导体转子板块与永磁转子板块在各种工作的同时还会发生相对运动,从而引起切割磁力线,交变磁场的运行工作主要由于气隙在导体转子上运作工作,然后产生出涡流[2]。
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永磁涡流柔性调速器水冷型永磁涡流柔性传动调速装置永磁涡流柔性调速器，水冷型永磁涡流柔性可调速装置利用永磁转子和导体的相对运动，以离心方式引导稳定的冷却水经过传动元件，发挥传导冷却功能，驱散热量。
一般而言，水冷ASD装置用于电机功率高于500马力、永磁转子和导体的转动速度低到不足以对这些元件进行空气冷却等应用情况。
水冷型永磁涡流柔性传动调速装置（水冷ASD）利用导体转子的高速旋转运动，以离心方式引导稳定的冷却水经过传动元件，发挥传导冷却功能，驱散热量。
一般而言，水冷ASD装置用于电机功率高于500KW、电机转数低到不足以对这些元件进行空气冷却等应用中。
如供水泵站、引风机、冷却塔风机和其它设备上。
迈格钠为选择应用水冷ASD装置的用户提供可以选装的闭环制冷却循环系统。
如果选用这种选装设备，将根据应用的具体功率和速度提供成套冷却系统，并且可以根据客户的特定
需求提供其它配套装置。
安徽沃弗电力科技有限公司是一家集科研、设计、生产、销售服务为一体的高新技术企业，凭借在永磁传动领域的专业水平和成熟的技术，在工业领域迅速崛起。
安徽沃弗电力科技有限公司奉行“进取、求实、严谨、团结”的方针，不断开拓创新，以技术为核心，视质量为生命，奉用户为上帝，竭诚为您提供性价比最高的永磁产品，高质量的工程改造设计及无微不至的售后服务。