磁力耦合 传动 原理

磁力耦合传动原理

Magna Drive 磁力耦合器

美国Magna Drive 磁力耦合驱动技术在1999年获得了突破性的进展。该驱动方式解决了旋转负载系统的轴心对中、软启动、减振、调速、及过载保护等问题，并且使磁力驱动的传动效率大大提高，可达到98.5%.该技术现已在各行各业获得了广泛的应用并且对传统的传动技术带来了崭新的概念，在传动领域引起一场新的革命。美国海军经过两年多的验证，在2004年3月，该产品成功通过了美国海军最严格的9-G抗震试验，美国海军对该技术产品实现了批量采购。

1、涡流式磁力耦合工作原理

Magna Drive磁力耦合调速驱动是通过导磁体和永磁体之间的气隙实现由电动机到负载的扭矩传输。该技术实现了电动机和负载侧没有机械联接。其工作原理是一端稀有金属氧化物硼铁钕永磁体和另一端感应磁场相互作用产生扭矩，通过调节永磁体和导磁体之间的气隙就可以控制传递的扭矩，从而实现负载速度调节。

Magna Drive磁力耦合调速驱动器主要由铜转子、永磁转子和控制器三部分组成。铜转子固定在电动机轴上，永磁转子固定在负载转轴上，铜转子和永磁转子之间有间隙（称为气隙）。这样电动机和负载由原来的机械联接转变为磁联接，通过调节永磁体和导磁体之间的气隙就可实现负载轴上的输出扭矩变化，从而实现负载转速变化。由上面的分析可以知道，通过调整气隙可以获得可调整的、可控制的、可重复的负载转速。

磁感应是通过磁体和导体之间的相对运动产生。也就是说，磁力耦合调速驱动器的输出转速始终都比输入转速小，转速差称为滑差。通常在电动机满转时，Magna Drive ASD(大功率调速型磁力耦合器（ASD）)的滑差在1%--4%之间。通过Magna Drive ASD输入扭矩总是等于输出扭矩，因此电动机只需要产生负载所需要的扭矩。Magna Drive ASD传输能量和控制速度的能力不受电动机轴和负载轴之间由于安装未对准原因而产生的小角度或者小偏移的影响，排除了未对准而产生的振动问题。由于没有机械联接，即使电动机本身引起的振动也不会引起负载振动，使整个系统的振动问题得到有效降低。

Magna Drive ASD控制器通过处理各种信号实现对负载调速，包括压力、流量、位移等其他过程控制信号。可以方便地对现有设备进行改造，不需要对现有电动机和供电电源进行任何改动。安装Magna Drive ASD以后，对整个系统不产生电磁干扰。在大多数情况下，关闭或者拆除现有的过程控制硬件设备即可。负载将在最优化的速度运行，增加能源效率，减少运行和维护成本。

该产品已经通过美国海军最严格的9-G抗震试验。同时，该产品在美国获得17项专利技术，在全球共获得专利一百多项。由于该技术创新，使人们对节能概念有了全新的认识。在短短几年中，Magna Drive获得了很大的发展，现产品已经应用到各行各业，现已超过4000套的设备投入运行。（左图为磁力耦合器在美国海军的海水泵中的应用）。

2、涡流式磁力耦合调速器的特点

总成本最低。

维护工作量小，几乎为免维护产品，维护费用极低。

允许较大的安装对中误差（5mm）。大大简化了安装调试过程。

过载保护功能。提高了整个电机驱动系统的可靠性，完全消除了系统因过载而导致的损害。

带缓冲的软启动/软制动（刹车）。

节能效果显著。节电率达到25%--66%。

使用寿命长，设计寿命30年。美国海军品质。

过程控制精度高。控制精度达到0.1% 。（磁浮定位技术）

减振效果好。

结构简单，适应各种恶劣环境。不产生电磁谐波，无污染。

体积小，安装方便，可方便对现有系统进行改造或用于新建系统。

应用行业多，已成功应用4000多套。

3、应用行业：

磁力耦合器主要应用在不同类型各种风机、水泵、物料运输、斗式提升机、球磨机、卷扬机、破碎机、搅拌机、绞直机等各种机械设备上。主要行业是有：

●水工业/污水处理●石油、天然气

●发电/热电●制冷供暖中央空调

●造纸和纸浆●农业灌溉●煤炭、水泥

●冶金/钢铁●化工●舰船

4、规格型号及分类

1）MGE--标准型磁力耦合器（输出P：2-185HP S：0-6800RPM ）

工作原理

标准型磁力耦合器是由两个独立的，没有任何接触的转体组成，这两个转体之间有一定的气隙。其中一个带铜圈的钢制转动体与电机输出端联结（称为导磁体），另一个带永磁材料的铝制转动体与负载输入端联结（称为永磁体）。电机转动过程中，导磁体通过切割永磁体的磁力线产生磁感应力，实现电机与负载之

2)FGC--扩展型磁力耦合器（输出P：3-5000HP S：0-7000RPM ）

工作原理

扩展型磁力耦合器是由两个独立的，没有任何接触的转体组成。其中一个带铜圈的钢制转动体与电机输出端联结（称为导磁体），另一个带永磁材料的铝制转动体与负载输入端联结（称为永磁体）。电机转动过程中，导磁体通过切割永磁体的磁力线产生磁感应力，实现电机与负载之间的扭矩传递。可以在一定范围内通过调整这种间隙之间的距离，达到不同的扭矩传递和速度传递的要求。

3）MGD--延迟型磁力耦合器（输出P：10-2000HP S：0-4500RPM ）

工作原理

两片相互连接的磁体和导磁体之间，在初始位置时两者之间的空气间隙为3/16英寸。电机启动后，与电机连接的导磁体很快达到电机的额定转速，这样导磁体与永磁体之间有相对的速度差。速度差产生的磁感应力，拉动两者之间的间隙逐渐变小。随着间隙的减小，传递的扭矩增大，与负载连接的永磁体转动速度逐渐加快，最后达到一个额定速度运行的标准间隙1/8英寸时，电机和负载之间可以通过扭矩的传递，实现同速转动。

当负载的扭矩发生周期性变化的时候，导磁体和永磁体这两个转体之间的间隙可以在1/8英寸到3/16英寸之间变动，实现周期性变化的扭矩传递。

当负载突然出现过载或卡死的情况下，与负载连接的永磁体转动速度很快下降为零，而与电机连接的导磁体继续按照电机的速度转动，两者之间产生的相对速度差产生磁感应力，能迅速将两者之间的间隙拉大到3/16英寸（间隙的最大距离），从而减小了电机与负载之间的传递扭矩，电机可以在相对低的扭矩下继续运行，实现保护电机的目的，（这种工作性质，实际延迟了过载的扭矩与电机之间的传递，所以称它为延迟型磁力耦合器）电机在此状态下工作，产生的热量如不能及时散发，会发生一定的损伤。在发生过载或卡死情况下，在15S 内关闭电机对电机不会有任何损伤。

4）MGTL--限矩型磁力耦合器（输出P：10-2000HP S：0-4500RPM ）