永磁耦合器调速与变频调速的比较
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。而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。
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。由于采用永磁耦合器时，电机与负载之间的轴连接是非接触式的，因此，负载的震动不会传递到电机上；也正是由于轴连接是非接触式的，所以带来了两方面的好处，一是安装时“对中”要求低；二是在长期运行中不会产生因为直接的轴连接而带来的轴承、密封的损坏，保证设备的使用。根据其他企
业的使用情况（在美国的企业，其最长的连续使用时间已达六年，理论寿命30年），永磁耦合器表现了优越的长期运行稳定性。而作为纯机械设备，其可能的运行故障是可预见的，不会因为突发故障而给用户带来措手不及的事故。
高压变频器
变频器的核心是一个复杂的电子设备，安装完成投入运行后，易受使用环境的干扰和影响，难于保证其运行稳定可靠。根据多数企业的使用情况调查，变频器在使用过程中，平均每年都要发生一次故障，长期运行稳定性很差。而作为复杂的电子设备，其运行故障是不可预见的，它会因为突发故障而给用户带来措手不及的事故。
(三) 初始安装及日后的可维护性
永磁耦合器
结构简单，电机与负载的轴连接是非接触式的，对中精度要求低，安装调试快捷。由于是纯机械设备，无复杂电子设备；经简单培训后，电厂的机务人员或电气人员将会快速确定故障原因，并迅速自行解决故障，不必请专业公司的人来维修。其使用寿命可达30年。
中压变频器
变频器是复杂的电子设备，一旦有电气故障发生（经常性的、不可预见性的），电厂的机务人员或电气人员将难于快速确定故障原因，并涉及备件的更换，不可能迅速自行解决故障，只能由变频器生产厂家或专业的公司派人修理，难以保证快速修复，不影响生产。变频器的使用寿命最长也不过7到10年。
(四) 经济性分析
永磁耦合器
1. 初始投资
永磁耦合器的初始投资与变频器的投资目前大致相同；
2. 维护费用
由于永磁耦合器基本上是免维护的，所以维护费用几乎为0；
3. 故障造成的经济损失
尽管永磁耦合器与变频器都是节能设备，但是，永磁耦合器是实实在在的让用户见到节能所带来的效益，原因是它的平均无故障时间（MTBF）比变频器要长很多，所以不会因为一次故障所造成的减负荷发电，将节能所带来的节能效益全部耗尽。
4. 维修备件费用
因为永磁耦合器基本上是免维护的，所以维修备件费用也几乎为0。
中压变频器
1. 初始投资
变频器的初始投资与永磁耦合器的投资旗鼓相当；
2. 维护费用
平均每年都要有一次故障，每次的维护换件、人工费用价值不菲。且由于其故障的不确定性，给生产造成的损失也更大。
3. 故障造成的经济损失
虽然变频器也是节能设备，但是，变频器却不能实实在在的让用户见到节能所带来的效益，原因是它的平均无故障时间（MTBF）太短，平均每年都会因为一次故障而造成减负荷发电、增加油耗等损失将节能所带来的经济效益全部耗尽（极有可能还要倒贴）。
4. 维修备件费用
为了确保变频器突发故障时生产不受影响，变频器的备件通常要备的全一些，这样就造成了资金的占用，而且由于故障的不确定性，经常发生有的备件常年不用。由于电子元件有一定的时效性，所以过期的备件只能报废，造成资金的浪费。
从前面的分析可以看出，无论是眼前的经济利益，还是从长远经济的回报角度来考虑，永磁耦合器都具有比变频器优越得多的经济性。
三、结论
无论是从经济效益还是从生产的安全稳定性来看，采用调速型永磁耦合器调速方案具有高压变频器调速方案无可比拟的绝对优势，是国内企业的最佳应用选择。
磁力耦合器的设计及应用 概要: 磁力耦合器也称磁力联轴器、永磁传动装置。 永磁涡流传动装置主要由铜转子、永磁转子和控制器三个部分组成。一般，铜转子与电机轴连接，永磁转子与工作机的轴连接，铜转子和永磁转子之间有空气间隙（称为气隙），没有传递扭矩的机械连接。这样，电机和工作机之间形成了软（磁）连接，通过调节气隙来实现工作机轴扭矩、转速的变化。因气隙调节方式的不同，永磁涡流传动装置分为标准型、延迟型、限矩型、调速型等不同类型。 磁力耦合器在超高真空实验设备—滑动摩擦系数测定实验机上的具体应用和设计；并结合应用扼要介绍了磁力耦合器的工作理、主要功能、磁力传动转矩的计算、磁路的排列形式、结构特点等，以及在制造中需要注意的工艺问题。 随着科学技术的不断进步和发展，对有关物理量测定设备的性能要求越来越高，对测试结果要求更加精确和准确；从而得出的数据更加真实和有效，这极大地促进了科研事业的迅速发展，同时也为工业技术经济的腾飞发挥着巨大推动作用，充分体现了科学技术是第一生产力；我们设计制造的磁力耦合器应用到超高真空设备—滑动摩擦系数测定实验机上。由于磁力耦合器在传动负载转矩的同时，能够彻底解决设备的全密封问题；滑动摩擦系数测定实验机在分子泵连续抽真空48h 后，测量室的真空度达到10-6Pa 以上，满足了实验室测试
要求；足见其全密封的有效性和可靠性；这为科学研究提供了设备保障，为科研事业的发展起到了促进作用。 1、磁力耦合器的工作原理和主要功能 1.1、工作原理 根据磁体磁极的异性相吸、同性相斥原理及其磁力线能够穿过非铁磁性物质的特性；当电动机拖动外磁转子旋转时，通过磁力作用，外磁转子带动密封套内的内磁转子同步旋转，从而实现转矩的非直接接触传动；同时，通过密封套实现了传动转矩时轴端的静态全密封，把传统轴端的动态密封变为安全、可靠的静态密封，从根本上解决了动态轴封“跑、冒、滴、漏”的技术难题。其原理结构如图1 所示。 1.2、主要功能 磁力耦合器的主要功能是传动转矩，同时，把轴端传统的机械动密封变为安全、可靠的静密封；当负载转矩超过磁力耦合器的最大传动转矩时，磁力耦合器内、外磁转子会自动脱开耦合状态，起到过载保护的作用；由于磁力耦合传动属于非直接接触的软连接，隔振、减振作用明显。
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
变频器及CST对比 可控起动传输装置(CST)是一个由多级齿轮减速器加上湿式离合器及液压控制组成的系统。即通过液压来进行转动。 变频调速和CST对比表 调速方式 比较项目 变频调速CST 调速原理改变电源频率，实现无极调速改变油膜间距，实现软起动，它没有调速功能，故不是调速装置，仅是软起动器。 适用电机异步鼠笼电机、同步机异步鼠笼电机最佳调速范围0～100% 30%～70%n 启动方式通过调节f，实现软起、软停和过程 控制，即：可根据皮带的负载情况进 行速度调节。 通过调节油膜间距，实现软起动，不 能实现过程控制。 控制①. 通过电气的参数和CPU的运算， 结合软件的功能，实现对速度和转矩 精确、快速的控制，精度远高于CST； ②.通过电流与速度闭环，实现系统双 闭环控制； ③.通过通讯方式，实现主从联动，达 到多台电机的功率平衡。 ①.改变油膜间距调节输出力矩，实现 开环控制； ②.靠液压传递力矩，增加中间环节， 精度与效率较低； ③.运行速度比变频器慢，变频器是 ms级，CST为s级； ④.油需要经常更换且更换油时需停 车，造成设备运行时间的缩短，减少 运行时间。 停车停车有自由停车和变频停车两种，真 正意义上实现软停车，能解决下运及 紧急停车的问题，并将多余的能量回 馈到电网。 cst软停不是实际意义上的软停，同 液力耦合器，下运时重载停车须用 CSB实现软停，将能量消耗在油中。 传动效率电的环节少，故传动效率可达95%以 上。 因CST是机械传动，在调速系统中 增加了一个机械环节，故传动效率比 变频器低，约在90%左右。 齿 圈 太阳 轮 行星 轮 行星 架 输入 轴 输出 轴 离合 器
液力耦合器调速—属低效调速方式，调速范围有限，高速丢转约5%-10%，低速转差 损耗大,最高可达额定功率的30%以上, 精度低、线性度差、响应慢，启动电流大，装置大， 不适合改造；容易漏液、维护复杂、费用大，不能满足提高装置整体自动化水平 的需要 变频调速—是目前应用比较普遍和相对先进的技术，采用电力电子技术来 实现对电 机的速度进行调节，可以有效根据实际工况来自动控制，可以实现一定的节能效果，但是 设备易产生谐波，而且比较“娇贵”，对环境要求高、而且高压环境下故障率高，安全性 差，需要专业人员维护，维护费用高。 设备 永磁调速器变频器串级调速液力耦合器项目 节能≥80%转速时最高≤80%转速时最高低于永磁10% 低于永磁15%过载保护滑差保护过流保护过流保护滑差保护输入电压敏感否是是否环境适应好最差差一般系统减震好差差较好延长设备寿命是否否是软启动空载启动低频启动带载启动空载启动响应速度较慢快较慢慢调节精度± 1% ± 0.1% ± 1% ± 3%输入功率因数同电机低于电机低于电机同电机电力谐波无高较高无MTBF25 年10 年15 年20 年安装难度容易难难较难电机-泵轴对准容许偏差大需精密对准需精密对准需精密对准占用空间小最大大中对电机-泵改动在电机与泵之间需变频专用电机电机需要改造在电机与泵之间防护措施不需要防雷空调,防尘空调防尘防漏防燃故障查找难度容易最难较难难故障点数量最少最多多多 永磁调速器与变频器的优势对比： 永磁调速器调速范围0-98%；变频器不能在低速下运行。
?永磁调速器结构简单、可靠，主体部分为机械结构，无需外接电源；变频器结构复杂，是纯粹的电器设备。 ?永磁调速器使电机和负载分开，无机械连接，隔离振动；变频器无此功能。 ?永磁调速器安装简便，容忍较大的对中误差，占用空间小；变频器需要大的安装空间，并且对环境要求高。 ?永磁调速器能适应各种恶劣环境，包括电网电压波动大、谐波严重、易燃易爆、潮湿、粉尘等场所；变频器不能用于上述环境。 ?永磁调速器能延长传动系统各主要部件（轴承、密封等）的使用寿命，降低维护成本；变频器无此功能。 ?永磁调速器绿色环保，无谐波，无污染物、无EMI（电磁波）干扰问题，变频器制造谐波，污染电网。 ?永磁调速器使用寿命长，可达30年；变频器的寿命约为8年，且随着使用年限的增加，故障率逐年提高。 ?永磁调速器维护保养工作量极小，运行成本低；变频器运行维护费高，配件贵，维护保养难度大。 变频装置和液力耦合器的优缺点比较 （一）节能效果 1、变频装置节能效果好，功率因数高 2、液力耦合器节能效果低，在低速时，有近3/4的能量被浪费。大容量的设备还应添加水冷系统。 （二）安装方式 1、变频装置安装方便，电机和负荷不动，将其加入电源侧即可。 2、液力耦合需装在电机和负荷中间，在安装时需将电机移位方能安装。 （三）安全性 1、变频装置在出现问题后，可以进行旁路的方式运行。 2、液力耦合器出现间题后，必需停机维修。
永磁调速器必将退出市场 变频器与磁力耦合器的一些说明 1、前言 我国经济目前正处于高速发展时期，随着年工业生产总值的不断提高，能源消耗也随 之大幅度上升，由于国内工业发展比例失调，目前在工业生产中缺电和电价居高不下的局 面已经严重制约了我国经济的发展，对此国家提出节能减排的政策方略。 目前，火电生产企业辅机能耗高，而且电网对发电机组参与调峰的能力要求越来越高，更使辅机能耗居高不下，严重制约了经济效益的提高。对电站主要辅机中的风机进行变频 改造，其节能效果非常明显。因此，采用高压变频节能技术，以其卓越的调速性能、完善 的保护功能、显著的节能效果和容易与DCS自动控制系统接口实现自动调节等特点(同时，实施变频改造后能优化机组的调节性能，有利于机组的稳定运行)，必将在电厂引风机等 高压大容量旋转设备改造中得到广泛的应用。使用变频器除了起到节能作用外，对机组还 有以下好处： (1)高压变频器优良的软启动／停止功能(可以零转速启动)，启动过程最大电流小于 额定电流，大大减小了启动冲击电流对电动机和电网的冲击。有效减小了电机故障。从而 大大延长了电机的检修周期和使用寿命。同时还可有效避免冲击负荷对电网的不利影响； (2)变频改造后，原调节风门全开，大大减少其磨损，延长了风门使用寿命，降低检 修维护费用，进一步降低了风道阻力； (3)变频改造后，功率因素可得到提高（变频功率因数可以达到0.96），降低线路损耗； (4)高压变频器特有的平滑调节减少了风机以及电机的机械磨损，同时降低了轴承、 轴瓦的温度．有效减少了检修费用，延长了设备的使用寿命。 2、关于磁力耦合器 常用的通过调节开度调节流量，这种常用的调节方式，虽然起到了调节流量和压力的 目的，但电机处在低负荷运行状态，存在着不合理的运行，电 机的功率因数也比较低，对电网的电能质量有着不良影响，还存在着一定的电能浪费。采用液力耦合器调速，这是一种低效的调速方式，存在严重的耦合损失和转差损失，能耗大，调速精度差，同时还存在严重非线性，运行不可靠，维护工作量大。 与采用变频调速改变电机的转速不同的是，磁力耦合器（又称永磁调速器）是安装在 电机和水泵之间，通过磁力传递扭矩而非传统的机械联接。系统运行时电机始终工作在额 定转速，通过永磁调速器直接改变泵体转速，从而达到调节水泵输出流量的目的。
永磁耦合技术与调速器是美国MagnaDrive 公司的专利技术 中达电通为该专利产品在全中国（含台湾地区）的总代理 与其在中国全方位合作, 共同推动永磁偶合技术在中国工业市场的发展 一、原理 永磁耦合器:是通过铜/铝导体和永磁体之间的气隙实现由电动机到负载的转矩传输的装置，可实现电动机和负载间无机械链接的传动方式。其主要结构为：磁转子组件，由若干稀土永磁体组成，连接于负载侧。铜/铝导体转子组件，连接于电机侧。 永磁调速驱动器:则是具备调整气隙的机构及其执行器, 可在线随时调整气隙达到调整负载设备的输出转速, 达到调速节能的目的。 二、应用领域 永磁耦合器与永磁调速驱动器可广泛应用于发电、冶金、石化、水处理、采矿与水泥、纸浆及造纸、暖通空调、海运、灌溉等行业节能。在上述行业，应用类型为泵、风机、离心负载、散货处理、及其它机械装置，应用前景非常广阔。 三、典型技术特点 1. 通过对负载的转速调整，实现高效节能。 2. 可通过控制器进行控制，可接受压力、流量、液位等控制信号。 3. 实现软启动，解决堵转等问题。 4. 消除系统震动，延长系统设备寿命，提高可靠性。 5. 适应于各种严酷工作环境：电网电压波动较大、谐波含量较高、易燃、易爆、潮湿、粉尘含量高等场所。 6. 不产生谐波, 不受电网电压波动影响。 四、功能特点 ＊可靠/低维护 无需外接电源即可工作；可在高温、低温、潮湿；肮脏、易燃易爆、电压不稳及雷电等各种 恶劣环境下工作。 ＊减轻振动~ 实现电动机和负载间无机械链接的传动方式，大幅减轻系统振动；
＊完全软启动，堵转自动保护。 ＊安装方便~ 安装时无需激光校准；无需增加空调、防尘等其他设施。 >>>永磁调速器（PMD）的工作原理及特点 2007年永磁耦合与调速驱动器从美国引进我国，在美国已大量应用于冶金、石化、采矿、发电、水泥、纸浆、海运、军舰等行业，国内现在应用案例主要有浙江嘉兴电厂，山东海化自备热电厂, 华电东华电厂, 华能南京电厂, 中石化北京燕山石化, 枣庄煤业集团蒋庄煤矿等大型企业集团。 永磁磁力驱动技术首先由美国MagnaDrive公司在1999年获得了突破性的发展。该驱动方式与传统的同步式永磁磁力驱动技术有很大的区别，其主要的贡献是将永磁驱动技术的应用大大拓宽。它不解决密封的问题，但是它解决了旋转负载系统的对中、软启动、减震、调速、及过载保护等问题，并且使永磁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。该技术将对传统的传动技术带来了崭新的概念，必将为传动领域带来一场新的革命。 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。目前，由MagnaDrive公司和美国西北能效协会组成专门小组对该技术设备进行商业化推广。由于该技术创新，使人们对节能概念有了全新的认识。在短短的几年中，MagnaDrive获得了很大的发展，现已经渗透到各行各业，在全球已超过6000套设备投入运行。 (一) 系统构成与工作原理 永磁磁力耦合调速驱动(PMD)是通过铜导体和永磁体之间的气隙实现由电动机到负载的转矩传输。该技术实现了在驱动（电动机）和被驱动（负载）侧没有机械链接。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转矩，通过调节永磁体和导体之间的气隙就可以控制传递的转矩，从而实现负载速度调节。 由下图所示，PMD主要由导体转子、永磁转子和控制器三部分组成。导体转子固定在电动机轴上，永磁转子固定在负载转轴上，导体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硬（机械）链接转变为软（磁）链接，通过调节永磁体和导体之间的气隙就可实现负载轴上的输出转矩变化，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、可以重复的负载转速。 磁感应原理是通过磁体和导体之间的相对运动产生。也就是说，PMD的输出转速始终都比输入转速小，转
永磁耦合器调速与变频调速的比较 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。而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。 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。由于采用永磁耦合器时，电机与负载之间的轴连接是非接触式的，因此，负载的震动不会传递到电机上；也正是由于轴连接是非接触式的，所以带来了两方面的好处，一是安装时“对中”要求低；二是在长期运行中不会产生因为直接的轴连接而带来的轴承、密封的损坏，保证设备的使用。根据其他企
沃弗(https://www.doczj.com/doc/e619025146.html,)磁力耦合器的作用磁力耦合器的三大主要优势 磁力耦合器的作用，磁力耦合器的三大主要优势。磁力耦合器的制作技术不仅只是利用磁性的简单原理，即异形相吸，同性相斥，它还结合了现代的传动技术、材料技术、制造技术，从而使其具备了三个不同于一般耦合器的特点。目前，我国的磁力耦合器就依靠着这三大主要优势不断扩大了市场的占有，还使其应用到更多的领域，那么这三大主要优势是哪些优势呢？ 优势一：节能效果好 根据有关的实验表明，磁力耦合器的节能效果是非常好的，至少能达到25%~66%之间。在试验当中，耦合器的类型是非常多的，但是真正做到节能的耦合器当中，磁力耦合器是遥遥领先的。不过在磁力耦合器当中，根据不能的生产制作技术来，其节能的效果也是有差别的，好的可以达到50%以上。因此，选择其制作技术成为磁力耦合器的一个主要焦点。 优势二：维护工作少 耦合器是整个设备当中的主要元件之一，其的破损对生产有着极其重要的影响。因此，维护也是必须的工作。如果是此之前，那么工作人员都要花费较多的精力去进行维护工作，从而保证减少耦合器的损坏。但是自从有了磁力耦合器以后，其维护的工作量就大大减少，给人们带来更多的方便。 优势三：安装误差小 安装误差对于生产是非常重要的。如果误差极大，那么就会造成整个生产的停产，直到安装误差在指定范围内。目前，磁力耦合器就能使每一次的安装误差变的极小，不会影响生产。 三大优势使其在同行当中遥遥领先，并不断扩大了其市场的份额，使得被更多的领域所使用。 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。 合肥市经开区翡翠路港澳广场A座904室
2007年永磁耦合与调速驱动器从美国引进我国，在美国已大量应用于冶金、石化、采矿、发电、水泥、纸浆、海运、军舰等行业，国内现在应用案例主要有浙江嘉兴电厂，山东海化自备热电厂, 华电东华电厂, 华能南京电厂, 中石化北京燕山石化, 枣庄煤业集团蒋庄煤矿等大型企业集团。 永磁磁力驱动技术首先由美国MagnaDrive公司在1999年获得了突破性的发展。该驱动方式与传统的同步式永磁磁力驱动技术有很大的区别，其主要的贡献是将永磁驱动技术的应用大大拓宽。它不解决密封的问题，但是它解决了旋转负载系统的对中、软启动、减震、调速及过载保护等问题，并且使永磁磁力驱动的传动效率大大提高，可达到%。该技术现已在各行各业获得了广泛的应用。该技术将对传统的传动技术带来了崭新的概念，必将为传动领域带来一场新的革命。 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。目前，由MagnaDrive公司和美国西北能效协会组成专门小组对该技术设备进行商业化推广。由于该技术创新，使人们对节能概念有了全新的认识。在短短的几年中，MagnaDrive获得了很大的发展，现已经渗透到各行各业，在全球已超过6000套设备投入运行。 (一) 系统构成与工作原理
永磁磁力耦合调速驱动(PMD)是通过铜导体和永磁体之间的气隙 实现由电动机到负载的转矩传输。该技术实现了在驱动（电动机）和被驱动（负载）侧没有机械链接。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转矩，通过调节永磁体和导体之间的气隙就可以控制传递的转矩，从而实现负载速度调节。由下图所示，PMD主要由导体转子、永磁转子和控制器三部分组成。导体转子固定在电动机轴上，永磁转子固定在负载转轴上，导体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硬（机械）链接转变为软（磁）链接，通过调节永磁体和导体之间的气隙就可实现负载轴上的输出转矩变化，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、可以重复的负载转速。 磁感应原理是通过磁体和导体之间的相对运动产生。也就是说，PMD 的输出转速始终都比输入转速小，转速差称为滑差。典型情况下，在电动机满转时，PMD的滑差在1% ~ 4%之间。 通过PMD，输入转矩总是等于输出转矩，因此电动机只需要产生负载所需要的转矩。PMD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震动问题，由于没有机械链接，即使电动机本身引起的震动也不会引起负载震动，使整个系统的震动问题得到有效降低。
笼型异步磁力耦合器转矩特性分析 笼型异步磁力耦合器是一种将电机与传动装置隔离的磁力耦合装置，其工作原理是利用电源所产生的磁场作用于耦合器内部，使得转子上的铁芯产生旋转以及转动传递到另一端的被耦合装置上。其主要优点是能够实现传动装置与电机之间无机械接触，避免机械传递带来的损耗和噪音。 在磁力耦合器的设计中，转矩特性是非常重要的参数。转矩特性指的是在磁力耦合器工作时所能输出的最大扭矩大小。对于不同的使用场景，转矩特性的要求也会有所不同。比如在机床上使用的磁力耦合器，需要具备高精度的转矩响应能力，而在输送带上使用的磁力耦合器，则需要具备大的输出转矩能力。 磁力耦合器的转矩特性与多种因素有关，比如磁场大小、转子形状、转速等。其中，磁场大小是影响转矩特性的最主要因素之一。磁场能够影响转子的受力，从而影响其转动。为了实现良好的转矩特性，磁力耦合器的磁场应当有较大的大小，且应当是均匀的。此外，磁力耦合器的转子形状也会对其转矩特性产生影响。通常，在磁力耦合器设计中，转子的几何形状以及径向距离都会受到重视，以确保其在工作时能够实现良好的转矩输出。 此外，磁力耦合器的转速也直接影响其转矩特性。当转速增加时，磁力耦合器所能输出的转矩大小也相应增加，直到转速达到某一极限值后，其输出的转矩将达到最大值。因此，在进行磁力耦合器的转矩特性设计时，需要合理地考虑转速对转矩的影响，并且根据实际使用环境以及需求，制定相应的转速范围。
综上所述，磁力耦合器的转矩特性是影响其在应用中效果的关键参数之一。为了实现良好的转矩特性，需要考虑磁场大小、转子形状、转速等多种因素的影响，并且制定相应的设计方案。同时，不同场景下的磁力耦合器所要求的转矩特性也会有所不同，因此需要根据实际情况进行相应的调整和优化。为了更加深入地分析笼型异步磁力耦合器的转矩特性，我们可以从实际的数据出发进行分析。以下是一些与笼型异步磁力耦合器转矩特性相关的数据： 1. 最大输出转矩：在特定转速下，磁力耦合器能够输出的最大转矩大小。比如，在转速为1500转/分时，某笼型异步磁力耦 合器的最大输出转矩为120N/米。 2. 磁场大小：在磁力耦合器内部的磁场大小。通常，磁场大小与输出转矩大小是呈线性关系的。比如，在转速为1500转/分时，某笼型异步磁力耦合器的磁场大小为0.3T，而当转速升 高至2500转/分时，其磁场大小会增加到0.6T。 3. 转速范围：磁力耦合器所能够工作的转速范围。一般来说，笼型异步磁力耦合器的转速范围比较广泛，可以覆盖不同的应用场景。比如，在某款磁力耦合器中，其转速范围为0~5000 转/分。 4. 转子形状：磁力耦合器中转子的形状会影响其转矩特性。比如，在某个磁力耦合器中，为了实现更好的转矩输出，其转子采用了扇形设计，相较于传统的圆形转子，能够为耦合器带来
永磁与变频的比较LT
统可以确保每台驱动电机分担相同的负载。合理的功率平衡可以有效地延长整个驱动系统各部件的寿命。功率平衡是通过控制每台永磁调速器的气隙，并允许一台或几台永磁调速器进行轻微滑差来实现的，系统中的任何负载的增加都引起永磁调速器产生滑差，这样驱动系统的所有部件、轴承和齿轮等都将在冲击或者过载时受到保护从而延长其使用寿命。 大功率电机系统的启动问题一直困扰用户的最大难题，因为电机系统在启动时，基本上可以看作是满载启动，电机在合闸瞬间，启动电流超出额定工作电流的十几倍甚至几十倍，使得变压器、配电设备短期严重过载，造成电压跌落(“黑电”)甚至启动失败，严重时还可能烧毁电机。电机启动过程短的持续几秒，长的达到几十秒，电机线圈严重发热，造成电机线圈提前老化，缩短电机使用寿命。 2．高可靠性 （l）永磁调速器在启动负载之前驱动电机空载启动，电机达到额定的速度之后，通过控制系统使每台永磁调速器气隙逐渐缩小来缓慢、平稳地对输送带进行张紧，输送带平稳地加速到全
速；使带式输送机在重载工况下可控制地逐步克服整个系统的惯性而平稳地启动；使输送带的启动非常平滑，速度由零逐渐缓慢上升，加速度为连续的，实现了无冲击的软启动。 （2）永磁调速器不仅降低了电动机的启动电流，减小了电动机的热冲击负荷及对电网的影响，从而节约电能并延长电动机的工作寿命，而且极为有效地减小了启动时传动系统对输送胶带的破坏性张力，消除了输送机启动时产生的振荡，还能大幅度减轻传动系统本身所受到的启动冲击，延长胶带、托辊等关键部件的使用寿命，保证了设备的安全可靠运行，有效地降低了设备维修及故障时间成本。 （3）使用永磁调速器时，因电机的选择是基于运动条件而不是启动条件，因而可使电机的功率及尺寸减小到最小，也能够减少不必要的设备投资和运行电费。 （4）使用永磁调速器系统，可防止输入到带式输送机的功率及力矩超过安全限度，以保证带式输送机过载时不能运行，从而保护该系统的其他部件； （5）永磁调速器启动系数为1左右，所选
高压大功率电动机 变频调速与液力偶合器调速运行比较 一、变频调速与液力偶合器调速的工作原理 电动机采用变频调速后，电动机转轴与负载直接相连，但电动机不再由电网直接供电，而是由变频器供电，变频器通过改变电动机的供电频率改变电机转速，因此可以实现相当宽的频率范围内无级调速，而且在全范围内具有优异的效率和功率因素特性。 采用变频调速后，异步电动机转速n=60f(1-s)/p，其中f 为变频器输出频率，s 为异步电动机转差率，p 为电动机极对数。 液力偶合器是通过控制工作腔内工作油液的动量矩变化，来传递电动机能量并改变输出转速的，电动机通过液力偶合器的输入轴拖动其主动工作轮，对工作油进行加速，被加速的工作油再带动液力偶合器的从动工作涡轮，把能量传递到输出轴和负载，这样，可以通过控制工作腔内参与能量传递的工作油多少来控制输出轴的力矩，达到控制负载的转速的目地。因此液力偶合器也可以实现负载转速无级调节。如采用液力偶合器调速，则电动机转轴连接到液力偶合器，而负载连接到液力偶合器，电动机仍由电网供电，电动机仍全速运行。 二、变频调速与液力偶合器调速的节能比较 1、功率损耗的原因 电动机本身功率损耗除外，无论是变频调速还是液力偶合器调速，均存在额外的功率损耗，液力偶合器从电动机输出轴取得机械能，通过液力变速后送入负载，其效率不可能为1；变频器从电网取的电能，通过逆变后送入电动机电枢，其效率也不可能是1。而且在全转速范围内，两种方式的效率曲线也不一样。
图1“两种调速方式效率曲线”为典型的液力偶合器和变频器（高高变频器）的效率－转速曲线，随着输出转速的降低，液力偶合器的效率基本上正比降低（例如：额定转速时效率0.95，75%转速时效率约0.72，20%转速时效率约 0.19），而变频器在输出转速下降时效率仍然较高（例如：额定转速时效率 0.97，75%以上转速时效率大于0.95，20%以上转速时效率大于0.9）。 从曲线数据看，当输出转速降低时，液力偶合器的效率比变频调速的效率下降快得多，因此变频调速的低速特性比液力耦合器要好。当然，有一点我们应该看到，就是用于风机、泵类负载时，由于其轴功率与转速的三次方成正比，当转速下降时，虽然液力偶合器效率正比下降，但电动机综合轴功率还是随着转速的下降成二次方比例下降，因此也能起到节能作用。 变频调速通过电力电子整流和脉宽调制逆变技术改变电动机电枢的电压和频率，除本身控制所需很少一部分能量消耗保持不变外，电力电子器件的损耗基本上与输出功率成正比，因此变频调速可以在全转速范围内保持较高效率运行。 而液力偶合器依靠泵和涡轮传递能量，在低速输出时，泵和涡轮的效率均下降，因此综合效率随转速下降而下降。 ２、理论计算节能比较
变频调速与永磁调速性能比较 永磁调速器（Adjustable Permanent Magnetic Coupler，APMC）相比传统的变频调速技术，具有维护方便、容忍对中误差、减小振动传递、避免产生电力谐波污染以及电磁干扰等诸多优点，已经成功应用于电力、石油化工等行业中。本文对永磁调速器的工作原理、磁路结构以及磁力传递转矩的原理进行了深入系统地研究，这些研究工作对永磁调速器的产品化有着重要意义。 标签：永磁调速器；磁路设计；磁路结构 一、变频调速的介绍 目前，交流电机控制已成为一门集电机学、电力电子技术、自动控制技术、数字仿真和计算机控制为一体的新兴学科。因此，作为电气控制相关专业技术人员，了解和掌握交流电机系统数字控制系统的工作原理的设计方法，不仅可以帮助我们根据需要选择。 设计合理的控制方案，以达到效益最大化，而且还可以引进、吸收、消化国外先进技术，同时可继续深入探讨研究和改进交流电机的控制理论和控制策略方法。在交流电机调速系统中，调速性能最佳、最稳定的是变频调速系统，因此对变频调速技术的研究是当前电机调速领域中最有前景、最有实际应用价值的工作。变频器就是一个完整的变频调速控制系统，变频器产业的市场潜力非常大，此处提到的“变频器产业”并不局限于变频器本身，而是包括所有与变频器技术相关的产业，如调速系统与系统控制技术、电力电子功率器件的驱动、保护及相关电路的生产、工业应用等。 二、永磁调速器的介绍 随着高性能永磁材料的问世，以及磁力传动技术的不断完善，一种新兴的节能调速装置——永磁调速器随之诞生。永磁调速器安装在电动机与负载之间，采用纯机械式结构，利用磁场间的作用力传递转矩，实现了非接触传递能量，可根据负载需求实时地控制输出转矩与转速。此外，永磁调速器本身无需电源，消除了电力谐波污染，有助于实现节能减排、保护环境的目标。在使用风机与泵的相关行业中，永磁调速系统完全可以替换变频调速系统，控制器通过处理各种过程信号如压力、流量、位移等，实时地调节永磁调速器的输出转速与转矩，實现对负载的调速。 三、变频调速与永磁调速技术指标对比 永磁调速器与变频器技术指标的对比，永磁调速器具有如下显著的技术特征。 （一）高效节能
磁力耦合器 磁力耦合器比液耦有很多优势 也称磁力联轴器、永磁传动装置。 磁力耦合器结构图 永磁涡流传动装置主要由铜转子、永磁转子和控制器三个部分组成。一般，铜转子与电机轴连接，永磁转子与工作机的轴连接，铜转子和永磁转子之间有空气间隙（称为气隙），没有传递扭矩的机械连接。这样，电机和工作机之间形成了软（磁）连接，通过调节气隙来实现工作机轴扭矩、转速的变化。因气隙调节方式的不同，永磁涡流传动装置分为标准型、延迟型、限矩型、调速型等不同类型。 永磁涡流传动技术并非只是简单地利用磁体的同性相斥、异性相吸的原理，它是传动技术、材料技术、制造技术的集成。21 世纪制造技术不但将继续制造常规条件下运行的机器与设备，而且将制造出极端环境下运行的机械设备，21 世纪制造的产品应是符合节能和生态环保，与人友好的绿色产品，永磁涡流传动技术正是适应这一发展态势应运而生的。随着新技术、新工艺、新结构的不断出现，必将迎来永磁涡流传动技术发展的新阶段。 技术优势 该技术主要特点有: 1. 节能效果：25%~66% 2. 维护工作量小，几乎是免维护产品，维护费用极低。 3. 允许有较大的安装对中误差（最大可为5mm），大大简化了安装调试过程。 4. 具有过载保护功能，从而提高了整个系统的可靠性，完全消除了系统因过载而导致的损坏。 5. 提高电机的启动能力，减少冲击和振动，协调多机驱动的负荷分配。 6. 调速型可在电机转速基本不变的情况下实现输出转速的无级调节。 7. .使用寿命长，设计寿命为30 年。并可延长系统中零部件的使用寿命。 8. .易于实现遥控和自动控制，过程控制精确高。 9. 结构简单，适应各种恶劣环境。对环境友好，不产生污染物，不产生谐波。体
关于软启动变频器液偶力合器三者比较 关于软启动、变频器、液力偶合器的比较 在工业领域，机械系统的运行往往需要各种不同类型的驱动技术来确保效率和性能。软启动器、变频器和液力偶合器是常见的三种驱动技术，它们在控制机械设备启动和运行时发挥着关键作用。本文将对这三种技术进行比较，以帮助您更好地理解它们的优势和劣势，以及在何种情况下选择哪种技术最合适。 **1. 软启动器（Soft Starter）** 软启动器是一种用于控制电动机启动的设备。它的主要作用是逐渐增加电动机的电压，从而减少了启动时的电流冲击。这对于那些需要频繁启停的设备非常有用，因为它可以延长电动机的寿命并减少设备的维护成本。软启动器还可以提供额外的保护功能，如过载保护和短路保护，以确保电动机在各种情况下都能安全运行。 **2. 变频器（Variable Frequency Drive，VFD）** 变频器是一种电力电子设备，用于控制电动机的速度和扭矩。它通过调整输出频率和电压来实现这一功能。变频器在工业应用中非常常见，因为它可以实现精确的速度控制，从而提高了生产效率。此外，它还可以降低能耗，因为在需要时减小电动机的输出功率。这对于需要不断调整运行速度的应用非常有用，如通风设备和泵。 **3. 液力偶合器（Fluid Coupling）**
液力偶合器是一种通过液体传递动力的设备，通常用于连接两个旋转的轴。它的工作原理是在内部有液体（通常是液压油），其中一个轴转动时，液体传递扭矩到另一个轴上。液力偶合器可以提供平滑的启动，减少冲击和振动，从而延长设备寿命。它在一些高惯性负载的应用中非常有用，如大型风扇和压力机。 **比较与选择** 现在，让我们比较这三种驱动技术，以便更好地理解它们的适用场合： - **启动特性**：软启动器提供了平滑的启动，减少了电流冲击，适用于对电机和机械系统造成启动冲击敏感的应用。变频器也可以提供平滑启动，但可以更灵活地调整启动特性。液力偶合器在这方面相对较差，因为它不能提供精确的启动控制。 - **速度控制**：如果需要精确的速度控制，特别是在需要频繁变速的应用中，变频器是最佳选择。软启动器和液力偶合器不具备这种能力。 - **节能**：变频器以其能够根据负载需求调整电机速度的能力而闻名，因此在需要节能的应用中往往是首选。液力偶合器和软启动器相对来说更浪费能量。 - **维护成本**：软启动器通常具有较低的维护成本，因为它们相对简单，而且通常只包含一些电子元件。变频器和液力偶合器可能需要更多的维护，尤其是在高负荷运行时。
变频器与液力耦合器的比较 1、带式输送机对驱动控制的要求 由于大运量、长距离带式输送机的驱动功率大，需用多台电动机驱动，且多采用中、高压供电，因此在对电机的驱动控制方面有着许多更高的和特殊的要求，主要有以下几点： （1）电机的启动电流要小，以减少对电网造成大的冲击，避免造成输送机重载启动困难和对传动设备的猛烈冲击；同时减小对电网上其他设备正常工作的影响。 （2）电机的启动力矩要大，特别是要保证重载启动时有足够的力矩。 （3）驱动控制装臵长期运行的可靠性要高。 （4）多电机驱动时功率平衡的精度要高。 （5）保证多电机驱动时各电机速度同步的精度要高。 （6）起、制动过程要平稳，以避免胶带和滚筒之间的打滑现象。 （7）驱动控制方式有利于节能降耗。 （8）使用方便，维护成本低，提高整个系统的运营效益。 2、变频驱动和液力耦合器驱动的比较
3、对变频器和液力耦合器的总结 目前，变频器在国内煤矿的应用主要集中在带式输送机上。众所周知，皮带是一个弹性体，在静止或运行时皮带内贮藏了大量的能量，在皮带机启动过程中，如果不加设软启动装臵，皮带内贮藏的能量将很快释放出去，在皮带上形成张力波并迅速沿着皮带传输出去。过大的张力波极易引起皮带被撕断。因此，《煤矿安全规程》规定，带式输送机必须加设软启动装臵。目前煤矿采用的软启动装臵绝大部分是液力耦合器。 液力耦合器虽然能部分解决皮带机的软启动问题，但与变频器驱动相比，仍具有明显的劣势：首先，采用液力耦合器，电机必须先空载启动。工频启动时，最初的电流很大，为电机额定电流的4—7倍。大的启动瞬间电流会在启动过程中产生冲击，引起电机内部机械应力和热应力发生变化，对机械部分造成严重磨损甚至损坏。同时还将引起电网电压下降，影响到电网内其它设备的正常运行，因此，大容量的皮带机还必须附加电机软启动设备。其次，液力耦合器长时工作时，引起液体温度升高，融化合金塞，引起漏液，增大维护工作量，污染环境。第三，采用液力耦合器时，皮带机的加载时间较短，容易引起皮带张力变化，因此对皮带带强要求较高。第四，一般的皮带机都是长距离大运量，通常都是多电机驱动，采用液力耦合器驱动，很难解决多电机驱动时的功率平衡。 随着电力电子技术的发展。变频技术在最近二十年飞速发展，在煤矿企业获得了广泛应用，例如宁煤集团、大同矿务局、山西金海洋集团、神华集团等。运用变频器对带式输送机的驱动进行改造，将给用户带来极大的社会和经济效益： 第一，真正实现了带式输送机系统的软启动。运用变频器对带式输送机进行驱动，运用变频器的软启动功能，将电机的软启动和皮带机的软启动合二为一，通过电机的慢速启动，带动皮带机缓慢启动，将皮带内部贮藏的能量缓慢释放，将皮带机的启动过程中形成的张力波极小，几乎对皮带不造成损害。 第二，实现皮带机多电机驱动时的功率平衡。应用变频器对皮带机进行驱动时，一般采用一拖一控制，当多电机驱动时，采用主从控制，实现功率平衡。 第三，降低皮带带强。采用变频器驱动之后，由于变频器的启动时间可在1S—3600S可调，通常皮带机起动时间在60S—200S内根据现场设定，皮带机的启动时间延长，大大降低对皮带带强的要求，降低设备初期投资。 第四，降低设备的维护量。变频器是一种电子器件的集成，他将机械的寿命转化成电子的寿命，寿命很长，大大降低设备维护量，同时，利用变频器的软启动功能实现带式输送机的软启动，启动过程中对机械基本无冲击，也大大减少了皮带机系统机械部分的检修量。如晋城煤业集团王台二号井顺槽皮带采用变频器驱动后，仅皮带扣一项年节约费用就达一万多元。 第五，节能。在皮带机上采用变频驱动后的节能效果主要体现在系统功率因数和系统效率两个方面。 ⑴提高系统功率因数 通常情况下，煤矿用电机在设计过程中放的裕量比较大，工作时绝大部分不能满载运行，电机工作于满电压、满速度而负载经常很小，也有部分时间空载运行。由电机设计和运行特性知道，电机只有在接近满载时才是效率最高、功率因数最佳，轻载时降低，造成不必要的电能损失。这是因为当轻载时，定子电流有功分量很小，主要是励磁的无功分量，因此功率因数很低。采用西门子罗宾康变频器驱动后，在整个过程中功率因数达0.95以上，大大节省了无功功率。