永磁调速装置的节能性能试验
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
1永磁调速驱动器结构模型
永磁调速驱动器由3个部件组成,即:安装在 负载轴上的镶有永磁磁铁的钢盘;安装在电动机 轴上的铜盘;调整磁盘与铜盘之间气隙的执行机 构.由于电机旋转时,带动铜盘在磁盘所产生的强 磁场中切割磁力线,因而在铜盘中产生涡流电流. 该涡流电流反过来在铜盘周围产生反感磁场,阻 止铜盘与磁盘的相对运动,从而实现了电机与负 载之间的扭矩传输.
2.2机械性能
该技术采用了气隙传递扭矩的方法,安装简 单,电机端不需要精确校准,误差可达到0.5一l mm.系统的震动、冲击和噪音完全取决于电机与 风机或水泵的自身精度,与安装精度关系很小;轴 对准精度的允差很大,安装和维护十分方便快捷. 在实际运行中,振动水平降低60%,减少了机械 能耗和磨损.
2.3能量传递性能
obtained,and the effects of the PMC in the coal fired power companies,as well as the maintenance work are explained,SO as to reduce the energy consumpபைடு நூலகம்ion and accomplish the target of safety operation,economical units and environment protection.
(4)适应性因为变频调速是通过可控硅或 ICBT实现电流调节的,半导体元件通常要求在0 —40℃环境下工作,同时对环境湿度也有要求, 一般为相对湿度的60%一90%.因此,必须为调 速设备提供专用房间并安装空调.液耦驱动器体 积大,维护困难,而永磁调速驱动器允许在一50一 +100℃环境下工作,体积相对较小,无需电力消 耗.
Key words:permanent magnet;coupling device;structure model;energy transfer
国际上公认的电机节能的最佳方式是调速. 目前实现电机调速的技术和方式主要有变频调 速、液耦调速和串级调速等.但国内还没有关于永 磁调速方面的研究和试验,本次永磁调速装置试 验,成功实现了300 kW水泵永磁调速驱动,从而 为永磁调速性能观察研究打下了基础.
永磁调速驱动器结构见图1.
图l永磁调速驱动器结构示意
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,它是通过气隙连接的,不仅可以 通过调整气隙实现转速调整,还带来很多其他调 速方式所不具备的优点.电机启动前,将永磁体与 铜盘间隙调至最大,此时启动电机带动铜盘旋转, 与永磁体磁场发生相对运动,切割磁力线,在铜盘 内产生涡流磁场,保持系统内磁场平衡.由于此时 穿过铜盘的磁力线较少,铜盘内感应产生的电枢 电流较小,因此永磁体与铜盘问的耦合作用相对 较弱.
3 结束语
永磁调速协调控制技术在高压水泵B改造 应用中的研究成果,对提高系统运行安全、稳定, 降低经济损失,具有重要的意义.
改造结果表明:永磁调速驱动器具有结构简 单、适应性强,以及自身损耗小、寿命长的特点.在 利用永磁调速进行节能设备改造的过程中,着重 研究了永磁调速技术性能,以达到进一步实现优 化系统、提高节能效果的目的,并且此次改造为将 永磁调速协调控制技术应用到各个领域中的同类 型泵与风机的调速驱动提供了成功范例.该项技 术的研究对永磁调速技术的广泛应用具有积极的 推动作用.
当需要提高传递转速时,调整永磁体与铜盘 间隙,使穿过铜盘的磁场强度急剧增强,耦合作用 增强,从而达到调节速度的作用.
磁体永磁凋速器工作过程见图2.
猢P
磁铁
负载
乒一禳
三:飞萨:蓁
h,.:
图2永磁调速驱动器工作过程
2永磁调速性能试验
主要从以下几个方面对其进行性能试验.
2.1环境适应性
永磁调速设备为精密的纯机械设备,采用负 载滑差调速技术.因为该设备与电无关,所以对电 网电压不敏感,不影响原系统的可靠性.测试现场 的环境温度大约为18℃,导体温度和调气隙的套 管温度最高在输出转速温度的80%左右,最高温 度为95℃,低于极限温度150℃.在一50一+100 ℃环境温度和0—100%相对环境湿度下工作,不 需要提供任何环境条件.
表1 B泵改造前后的实测耗电量
高压水泵B永磁调速驱动改造后平均每小 时电耗由307.6 kWh降到216.7 kWh,节电率为
29.64%.
年运行节约费用= (改造前每小时耗电量一改造后每小时耗电量) ×小时数x天数×月数×单位电价=
(307.6—216.7)×24×30 x 12 x0.35= 272 067.20元 电价以0.35:Tr_/kWh计算,其一年所产生的 直接经济效益为272 067.20元.
4.彭海宇;杜俊明 风机泵类负载液力偶合器调速与变频调速节能对比[期刊论文]-电气时代 2008(09)
本文读者也读过(10条) 1. 王向东.阎华光.高学田 永磁调速技术在节能中的应用[会议论文]-2007 2. 刘剑平.戚国水.张建龙 永磁耦合调速装置节能性能试验[期刊论文]-电气应用2009,28(10) 3. 赵国祥.马文静.曹永刚 永磁调速驱动器在闭式冷却水泵上的节能改造[期刊论文]-节能2010,29(4) 4. 郭永亮 达拉特发电厂330MW机组低加疏水调速系统应用研究[学位论文]2009 5. 基于C51的永磁无刷电动机控制器设计[期刊论文]-中小型电机2005,32(6) 6. 郑炜科.Zheng Wei Ke 永磁调速系统(PMD)与节能[期刊论文]-上海节能2009(6) 7. 钱广华.高海山 永磁调速器应用在鼓风机上的节能效果分析[期刊论文]-电气应用2009,28(22) 8. 严新荣.张东.YAN Xin-rong.ZHANG Dong 永磁调速技术在火力发电厂中的节能应用研究[期刊论文]-华电技术 2009,31(12) 9. 杨乃乔.Yang Naiqiao 液力调速与节能[期刊论文]-通用机械2008(6) 10. 田风.李长青.赵文艳.齐效用 国外永磁传动技术的新发展[期刊论文]-科技信息2011(3)
参考文献:
[1]赵克中.磁力驱动技术与设备[M】.北京:化学工业出版 社,2003:25-28.
[2]杨兴瑶.电动机调速的原理及系统[M].北京:水利电力出 版社,1995:45—钉.
[3] 李国坤,赵克中,张兴全,等.稀土钴磁力传动的静磁能理论 及应用[c]//第八届国际稀土钴磁铁及其应用会议论文 集.1985:15—18.
降为l 463 r/min.对压力的作用为
……
P日
480 x 1 480_97.7%
万方数据
吴顺根:永磁调速装置的节能性能试验
263
因此.在选型中需要考虑系统运行的最低压 力范围.
2.4节能效益
在高压水泵B泵体与电机间加装了永磁装 置,实现15 h不冲渣的低速运行,节约了厂用电, 达到了预期的调速效果.改造后高压水泵B的工 作电流由35 A下降到30 A,低负载16 A运行15 h.改造前后的实测耗电量见表1.
[4] 彭海宇,杜俊明.风机泵类负载液力偶合器调速与变频调 速节能对比[J].电气时代。2008,(9):29-35.
万方数据
永磁调速装置的节能性能试验
作者: 作者单位: 刊名:
英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数:
吴顺根, WU Shun-gen 嘉兴发电有限责任公司,运行部,浙江,嘉兴,314201
收稿日期:2008—12—30 作者简介:吴顺根(1957一),男,大学本科,浙江平湖人.主要研究方向为电厂生产管理.E—mail:jxwsgl81818@126.
com.
万方数据
262
上海电力学院学报
2009拒
用电的浪费. 根据实际需要利用永磁凋速装置对原有高压
水泵电机进行改造,总体保持网中水量基本恒定, 以保证满足各部位的用水量.这样,既保证和改善 了工艺,又达到了节能降耗的目的.
中图分类号:TM273;U464.136+.3
文献标识码:A
Experimental Study of Performance with Permanent
Magnet Coupling Device
WU Shun—gen (Operation Deparunent Jiazing Power Co.Ltd.,Jiaxing
负荷全速运转时,负荷与电机之间的滑差损
耗为1.2%,效率为98.8%,接近变频调速性能,
比液藕调速节能装置的效率高.负载转速调节范
围为27.9%~98.9%,可平滑调整负载转速,无
不正常现象出现. 永磁调速驱动器的规格预计为全速状态输出
老=黼1 时的滑差,通过永磁传递后,电机l 480 r/min将
上海电力学院学报 JOURNAL OF SHANGHAI UNIVERSITY OF ELECTRIC POWER 2009,25(3) 3次
参考文献(4条) 1.赵克中 磁力驱动技术与设备 2003 2.杨兴瑶 电动机调速的原理及系统 1995 3.李国坤;赵克中;张兴全 稀土钴磁力传动的静磁能理论及应用 1985
第25卷第3期 2009年6月
上海电 力 学院学报
Journal of Shanghm University of Electric Power
文章编号:1006—4729(2009)03—0261—03
V01.25,No.3 June 2009
永磁调速装置的节能性能试验
吴顺根
(嘉兴发电有限责任公司运行部,浙江嘉兴314201)
通过对比变频、液耦等多种调速方式,获得了 适合泵与风机使用的节能调速方式——永磁调速 的方法.
嘉兴发电有限责任公司有国产2 X 300 MW
机组,于1995年投产,配置l 025 t/h燃煤锅炉. 锅炉由干式排渣系统改造为水力排渣系统.水力 排渣的主要任务是将炉膛内的底渣经冷却、裂化, 以高压水作动力源,将管道中的渣水混合物送至 中转仓;在中转仓出口,再由渣浆泵将渣浆送至l km以外的脱水仓,渣水经分离后水被回收利用, 而渣则用车外运.在不排渣时,底渣系统溢流水不 能满足渣浆泵正常运行的要求,需要增开高压水 泵维持最小流量循环运行,从而使高压水泵每天 约有15 h是在大马拉小车状态下运行,造成了厂
2.5与变频和液耦调速方式比较
(1)可靠性 根据可靠性理论,一个系统或 设备所用元件越多,系统的可靠性就越低.因为系 统中任何一个可靠性低的元件,会影响整个系统 的可靠性,这类似于所谓的木桶理论,即系统的可 靠性是由系统中最后一个可靠性的元件决定的. 由此可知,系统或设备在实现相同功能的情况下, 使用元件数量越少、每个元件的故障率越低,系统 的可靠性就越高.永磁调速驱动器由3个部件组 成,其中铜盘和磁盘的故障率几乎为零,而变频 器、液耦驱动器的元件数远远大于这个数.
摘要:永磁调速装置是一种新型调速传动装置.通过嘉兴发电有限责任公司在300 kW高压水泵B电机的 永磁调速装置的性能试验,获得了永磁调速特性的实际资料及运行调整方式,并评估了永磁磁力耦合技术在 火力发电企业的应用前景.试验结果表明:永磁调速的运行维护简便,能耗减少,系统运行安全、经济.
关键词:永磁调速装置;调速性能试验;结构模型;能量传递
(2)调速性能变频调速效率高、准确,具有 过负荷能力;永磁调速驱动器效率略低于变频器; 液耦驱动器必须夕t'lJn油泵维持,效率略低于永磁 调速驱动器,但具有某些处理冲击负载的能力.
(3)简易性 因为无硬机械连接.永磁凋速 驱动器连接精度所造成的机械振动和噪音大大降 低.实践证明,这种连接方式可降低振动60%左 右,而变频器、液耦驱动器需要电机和风机或水泵 直接相连,电机轴中心与风机或水泵的轴中心的 轴向误差通常不得大于几个微米,角度误差不得 大于几秒,否则,系统安装好后,会因为轴不同心, 引起强烈的机械振动和噪音,并能造成轴承、油封 等部件的加速磨损,增加维护维修成本.
3 14201,China)
Abstract:The Permanent Magnetic Coupling Unit(PMC)is a new speed regulating device.By means of the performance test and study,made by Jiaxing Power Generation Company(Jiaxing),in these HP water pumps with 300 kW motor B.the actual data and operation modes of the units are
永磁调速驱动器由3个部件组成,即:安装在 负载轴上的镶有永磁磁铁的钢盘;安装在电动机 轴上的铜盘;调整磁盘与铜盘之间气隙的执行机 构.由于电机旋转时,带动铜盘在磁盘所产生的强 磁场中切割磁力线,因而在铜盘中产生涡流电流. 该涡流电流反过来在铜盘周围产生反感磁场,阻 止铜盘与磁盘的相对运动,从而实现了电机与负 载之间的扭矩传输.
2.2机械性能
该技术采用了气隙传递扭矩的方法,安装简 单,电机端不需要精确校准,误差可达到0.5一l mm.系统的震动、冲击和噪音完全取决于电机与 风机或水泵的自身精度,与安装精度关系很小;轴 对准精度的允差很大,安装和维护十分方便快捷. 在实际运行中,振动水平降低60%,减少了机械 能耗和磨损.
2.3能量传递性能
obtained,and the effects of the PMC in the coal fired power companies,as well as the maintenance work are explained,SO as to reduce the energy consumpபைடு நூலகம்ion and accomplish the target of safety operation,economical units and environment protection.
(4)适应性因为变频调速是通过可控硅或 ICBT实现电流调节的,半导体元件通常要求在0 —40℃环境下工作,同时对环境湿度也有要求, 一般为相对湿度的60%一90%.因此,必须为调 速设备提供专用房间并安装空调.液耦驱动器体 积大,维护困难,而永磁调速驱动器允许在一50一 +100℃环境下工作,体积相对较小,无需电力消 耗.
Key words:permanent magnet;coupling device;structure model;energy transfer
国际上公认的电机节能的最佳方式是调速. 目前实现电机调速的技术和方式主要有变频调 速、液耦调速和串级调速等.但国内还没有关于永 磁调速方面的研究和试验,本次永磁调速装置试 验,成功实现了300 kW水泵永磁调速驱动,从而 为永磁调速性能观察研究打下了基础.
永磁调速驱动器结构见图1.
图l永磁调速驱动器结构示意
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,它是通过气隙连接的,不仅可以 通过调整气隙实现转速调整,还带来很多其他调 速方式所不具备的优点.电机启动前,将永磁体与 铜盘间隙调至最大,此时启动电机带动铜盘旋转, 与永磁体磁场发生相对运动,切割磁力线,在铜盘 内产生涡流磁场,保持系统内磁场平衡.由于此时 穿过铜盘的磁力线较少,铜盘内感应产生的电枢 电流较小,因此永磁体与铜盘问的耦合作用相对 较弱.
3 结束语
永磁调速协调控制技术在高压水泵B改造 应用中的研究成果,对提高系统运行安全、稳定, 降低经济损失,具有重要的意义.
改造结果表明:永磁调速驱动器具有结构简 单、适应性强,以及自身损耗小、寿命长的特点.在 利用永磁调速进行节能设备改造的过程中,着重 研究了永磁调速技术性能,以达到进一步实现优 化系统、提高节能效果的目的,并且此次改造为将 永磁调速协调控制技术应用到各个领域中的同类 型泵与风机的调速驱动提供了成功范例.该项技 术的研究对永磁调速技术的广泛应用具有积极的 推动作用.
当需要提高传递转速时,调整永磁体与铜盘 间隙,使穿过铜盘的磁场强度急剧增强,耦合作用 增强,从而达到调节速度的作用.
磁体永磁凋速器工作过程见图2.
猢P
磁铁
负载
乒一禳
三:飞萨:蓁
h,.:
图2永磁调速驱动器工作过程
2永磁调速性能试验
主要从以下几个方面对其进行性能试验.
2.1环境适应性
永磁调速设备为精密的纯机械设备,采用负 载滑差调速技术.因为该设备与电无关,所以对电 网电压不敏感,不影响原系统的可靠性.测试现场 的环境温度大约为18℃,导体温度和调气隙的套 管温度最高在输出转速温度的80%左右,最高温 度为95℃,低于极限温度150℃.在一50一+100 ℃环境温度和0—100%相对环境湿度下工作,不 需要提供任何环境条件.
表1 B泵改造前后的实测耗电量
高压水泵B永磁调速驱动改造后平均每小 时电耗由307.6 kWh降到216.7 kWh,节电率为
29.64%.
年运行节约费用= (改造前每小时耗电量一改造后每小时耗电量) ×小时数x天数×月数×单位电价=
(307.6—216.7)×24×30 x 12 x0.35= 272 067.20元 电价以0.35:Tr_/kWh计算,其一年所产生的 直接经济效益为272 067.20元.
4.彭海宇;杜俊明 风机泵类负载液力偶合器调速与变频调速节能对比[期刊论文]-电气时代 2008(09)
本文读者也读过(10条) 1. 王向东.阎华光.高学田 永磁调速技术在节能中的应用[会议论文]-2007 2. 刘剑平.戚国水.张建龙 永磁耦合调速装置节能性能试验[期刊论文]-电气应用2009,28(10) 3. 赵国祥.马文静.曹永刚 永磁调速驱动器在闭式冷却水泵上的节能改造[期刊论文]-节能2010,29(4) 4. 郭永亮 达拉特发电厂330MW机组低加疏水调速系统应用研究[学位论文]2009 5. 基于C51的永磁无刷电动机控制器设计[期刊论文]-中小型电机2005,32(6) 6. 郑炜科.Zheng Wei Ke 永磁调速系统(PMD)与节能[期刊论文]-上海节能2009(6) 7. 钱广华.高海山 永磁调速器应用在鼓风机上的节能效果分析[期刊论文]-电气应用2009,28(22) 8. 严新荣.张东.YAN Xin-rong.ZHANG Dong 永磁调速技术在火力发电厂中的节能应用研究[期刊论文]-华电技术 2009,31(12) 9. 杨乃乔.Yang Naiqiao 液力调速与节能[期刊论文]-通用机械2008(6) 10. 田风.李长青.赵文艳.齐效用 国外永磁传动技术的新发展[期刊论文]-科技信息2011(3)
参考文献:
[1]赵克中.磁力驱动技术与设备[M】.北京:化学工业出版 社,2003:25-28.
[2]杨兴瑶.电动机调速的原理及系统[M].北京:水利电力出 版社,1995:45—钉.
[3] 李国坤,赵克中,张兴全,等.稀土钴磁力传动的静磁能理论 及应用[c]//第八届国际稀土钴磁铁及其应用会议论文 集.1985:15—18.
降为l 463 r/min.对压力的作用为
……
P日
480 x 1 480_97.7%
万方数据
吴顺根:永磁调速装置的节能性能试验
263
因此.在选型中需要考虑系统运行的最低压 力范围.
2.4节能效益
在高压水泵B泵体与电机间加装了永磁装 置,实现15 h不冲渣的低速运行,节约了厂用电, 达到了预期的调速效果.改造后高压水泵B的工 作电流由35 A下降到30 A,低负载16 A运行15 h.改造前后的实测耗电量见表1.
[4] 彭海宇,杜俊明.风机泵类负载液力偶合器调速与变频调 速节能对比[J].电气时代。2008,(9):29-35.
万方数据
永磁调速装置的节能性能试验
作者: 作者单位: 刊名:
英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数:
吴顺根, WU Shun-gen 嘉兴发电有限责任公司,运行部,浙江,嘉兴,314201
收稿日期:2008—12—30 作者简介:吴顺根(1957一),男,大学本科,浙江平湖人.主要研究方向为电厂生产管理.E—mail:jxwsgl81818@126.
com.
万方数据
262
上海电力学院学报
2009拒
用电的浪费. 根据实际需要利用永磁凋速装置对原有高压
水泵电机进行改造,总体保持网中水量基本恒定, 以保证满足各部位的用水量.这样,既保证和改善 了工艺,又达到了节能降耗的目的.
中图分类号:TM273;U464.136+.3
文献标识码:A
Experimental Study of Performance with Permanent
Magnet Coupling Device
WU Shun—gen (Operation Deparunent Jiazing Power Co.Ltd.,Jiaxing
负荷全速运转时,负荷与电机之间的滑差损
耗为1.2%,效率为98.8%,接近变频调速性能,
比液藕调速节能装置的效率高.负载转速调节范
围为27.9%~98.9%,可平滑调整负载转速,无
不正常现象出现. 永磁调速驱动器的规格预计为全速状态输出
老=黼1 时的滑差,通过永磁传递后,电机l 480 r/min将
上海电力学院学报 JOURNAL OF SHANGHAI UNIVERSITY OF ELECTRIC POWER 2009,25(3) 3次
参考文献(4条) 1.赵克中 磁力驱动技术与设备 2003 2.杨兴瑶 电动机调速的原理及系统 1995 3.李国坤;赵克中;张兴全 稀土钴磁力传动的静磁能理论及应用 1985
第25卷第3期 2009年6月
上海电 力 学院学报
Journal of Shanghm University of Electric Power
文章编号:1006—4729(2009)03—0261—03
V01.25,No.3 June 2009
永磁调速装置的节能性能试验
吴顺根
(嘉兴发电有限责任公司运行部,浙江嘉兴314201)
通过对比变频、液耦等多种调速方式,获得了 适合泵与风机使用的节能调速方式——永磁调速 的方法.
嘉兴发电有限责任公司有国产2 X 300 MW
机组,于1995年投产,配置l 025 t/h燃煤锅炉. 锅炉由干式排渣系统改造为水力排渣系统.水力 排渣的主要任务是将炉膛内的底渣经冷却、裂化, 以高压水作动力源,将管道中的渣水混合物送至 中转仓;在中转仓出口,再由渣浆泵将渣浆送至l km以外的脱水仓,渣水经分离后水被回收利用, 而渣则用车外运.在不排渣时,底渣系统溢流水不 能满足渣浆泵正常运行的要求,需要增开高压水 泵维持最小流量循环运行,从而使高压水泵每天 约有15 h是在大马拉小车状态下运行,造成了厂
2.5与变频和液耦调速方式比较
(1)可靠性 根据可靠性理论,一个系统或 设备所用元件越多,系统的可靠性就越低.因为系 统中任何一个可靠性低的元件,会影响整个系统 的可靠性,这类似于所谓的木桶理论,即系统的可 靠性是由系统中最后一个可靠性的元件决定的. 由此可知,系统或设备在实现相同功能的情况下, 使用元件数量越少、每个元件的故障率越低,系统 的可靠性就越高.永磁调速驱动器由3个部件组 成,其中铜盘和磁盘的故障率几乎为零,而变频 器、液耦驱动器的元件数远远大于这个数.
摘要:永磁调速装置是一种新型调速传动装置.通过嘉兴发电有限责任公司在300 kW高压水泵B电机的 永磁调速装置的性能试验,获得了永磁调速特性的实际资料及运行调整方式,并评估了永磁磁力耦合技术在 火力发电企业的应用前景.试验结果表明:永磁调速的运行维护简便,能耗减少,系统运行安全、经济.
关键词:永磁调速装置;调速性能试验;结构模型;能量传递
(2)调速性能变频调速效率高、准确,具有 过负荷能力;永磁调速驱动器效率略低于变频器; 液耦驱动器必须夕t'lJn油泵维持,效率略低于永磁 调速驱动器,但具有某些处理冲击负载的能力.
(3)简易性 因为无硬机械连接.永磁凋速 驱动器连接精度所造成的机械振动和噪音大大降 低.实践证明,这种连接方式可降低振动60%左 右,而变频器、液耦驱动器需要电机和风机或水泵 直接相连,电机轴中心与风机或水泵的轴中心的 轴向误差通常不得大于几个微米,角度误差不得 大于几秒,否则,系统安装好后,会因为轴不同心, 引起强烈的机械振动和噪音,并能造成轴承、油封 等部件的加速磨损,增加维护维修成本.
3 14201,China)
Abstract:The Permanent Magnetic Coupling Unit(PMC)is a new speed regulating device.By means of the performance test and study,made by Jiaxing Power Generation Company(Jiaxing),in these HP water pumps with 300 kW motor B.the actual data and operation modes of the units are