永磁调速器工作原理

５０　农　机　使　用　与　维　修　２０１５年第２期　

离心式调速器的分类及工作原理　

兰志林　

（东丰县农业机械技术推广站，吉林东丰１３６３００）　

摘要喷油泵调速器是一种自动调节喷油泵供油量大小的装置，它可使柴油机啧油泵以较稳定的转速进行运转，从而保　

证柴油机既不会产生超速也不会在怠速时停止运转。本文详细地讲述了柴油机离心式调速器的分类及工作原理。　

关键词　柴油机　离心式调速器　工作原理　

工作中的柴油机外界负荷是不断变化的，外界负荷改　变，柴油机的转速就要改变。当发动机负荷稍有变化时，　

导致发动机转速变化很大。当负荷减小时，转速升高，转　

速升高导致柱塞泵循环供油量增加，循环供油量增加又导　

致转速进一步升高，这样不断地恶性循环，造成发动机转　速越来越高，最后飞车；反之，当负荷增大时，转速降低，转　

速降低导致柱塞泵循环供油量减少，循环供油量减少又会　

导致转速进一步降低，这样不断地恶性循环，造成发动机　

转速越来越低，最后熄火。为了使柴油机发出的功率与外　

界负荷相适应，就要随时根据外界负荷的变化调整喷油泵　的喷油量；为了使柴油机在选定的转速下稳定运行，必须　

装有专门的调速装置。柴油机喷油泵凋速器是一种自动　

调节喷油泵供油量大小的装置，它可以根据柴油机喷油泵　负荷的变化而自动进行调节，可使柴油机喷油泵以较稳定　

的转速进行运转，从而保证柴油机既不会产生超速也不会　

在怠速时停止运转。　柴油机喷油泵调速器的功用就是在保持转速不变的　

情况下，改变（或者适应）柴油机的负荷。目前柴油机上采　

用的调速器有机械离心式（以下简称离心力）、气力式、液　

压式和复合式４种类型。由于离心式调速器结构简单、工　

作可靠，所以在农用车用及工程机械用柴油机上应用最为　

广泛。离心式调速器按其调节（控制）转速范围的不同，分　

为单速式调速器、两速式调速器和全程式调速器三种。　

１．单速式调速器　

只在某一规定的转速下起作用，一般用于恒定转速工　

况的柴油机（如发动机组）。起动机上采用单速式调速器　的目的是，为了防止主机启动后，飞轮大齿圈反过来带动　

永磁调速器工作原理

当调速器控制器接收到调速指令后，会通过控制电路控制功率电源的输出电压。功率电源根据控制器的指令，将相应的电压输出到永磁同步电动机的绕组中。

通过控制器控制功率电源的输出电压，可以改变永磁同步电动机的电磁场强度。当输出电压增加时，电磁场强度增强，永磁同步电动机转速也随之增加。反之，当输出电压减小时，电磁场强度减弱，永磁同步电动机转速也随之减少。这样就实现了对永磁同步电动机的调速控制。

永磁同步电动机的转速与电磁场的转速成正比。而电磁场的转速与功率电源的频率成正比，所以永磁同步电动机的转速与功率电源的频率成正比。因此，通过控制器改变功率电源的频率，可以实现对永磁同步电动机的调速控制。

传感器主要用来检测永磁同步电动机的转速和电流。当永磁同步电动机的转速或电流超过一定范围时，传感器会向控制器发送信号，控制器会做出相应的调整。通过传感器的反馈信号，控制器可以更加准确地控制功率电源的输出电压，从而实现对永磁同步电动机的精确调速控制。

总结一下，永磁调速器的工作原理是通过控制器控制功率电源的输出电压，从而改变永磁同步电动机的电磁场强度，进而实现对永磁同步电动机的调速控制。同时，通过传感器的反馈信号，可以对控制器进行精确控制，提高调速的稳定性和精度。

2022 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%。

。

。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。

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。其工作原理是一端希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份组成。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 调 速 器

无连接调速节能技术

永磁调速器是通过调节导磁体和永磁体之间的相互磁力耦合作用大小来传递扭矩，同时实现负载调速和电机节能。是一种无机械连接的软启动设备，传递效率能达到95%以上，实现电机节能30%以上。主要应用设备为泵、风机、离心负载、皮带运输机及其它机械装置，应用广泛。

永 磁 调 速 器

一：产品工作原理

永磁调速器（筒式/盘式）： 一般由三个部分组成，一是和电机连接的导体转子，二是与负载连接的永磁转子，永磁转子在导体转子内，其间由空气隙分开，并随各自安装的旋转轴独立转动，三是一个调速机构，调速机构包括手动控制和信号电控两种。通过调节永磁磁力耦合有效面积（筒式）或永磁磁力耦合间隙（盘式）的方式来调整负载速度而电机转速不变，实现负载调速和电机节能。调速机构调节筒形永磁转子与筒形导体转子在轴线方向的相对耦合面积，或调节盘式永磁转子与盘式导体转子在轴线方向的相对间隙，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；输出转矩的大小与相互作用的面积（或相互作用的间隙）相关，作用面积越大（作用间隙小），扭矩越大，负载转速高.反之亦然。永磁转子与导体转子完全脱开，作用面积为零（或作用间隙最大）， 永磁转子转速为零，即负载转速为零。能实现可重复的、可调整的、可控制的输出扭矩和转速。永磁调速器是通过调节扭矩来实现速度控制，电机输出到永磁调速器的扭矩和永磁调速器输出到负载的扭矩是相等的。当永磁调速器接到一个控制信号后，如压力，水流量，液面高度等信号传到永磁调速器的调速机构，调速机构对信号进行识别和转换后，产生一个机械操作指令，来调节导体转子与永磁转子之间的耦合面积大小（筒式），或导体转子与永磁转子之间的耦合间隙大小（盘式），根据适时的负载输入扭矩的要求，调节永磁调速器输入端的扭矩大小，负载要求扭矩小，电机输出扭矩小，相应电机输出功率也小。来最终改变电机输出功率大小，实现电机节能和提高电机工作效率。