南京艾凌永磁调速节能技术介绍-最新
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永磁调速原理
永磁调速技术是一种通过改变电机的磁场来实现调速的技术。
在传统的交流调速系统中,通常采用变频器来控制电机的转速,但
是随着永磁材料的发展和应用,永磁调速技术逐渐得到了广泛的应用。
首先,永磁调速原理是基于永磁材料的特性。
永磁材料具有恒
定的磁场强度,因此可以通过改变电机的磁场来实现调速。
在永磁
调速系统中,通常采用永磁同步电机作为驱动电机,通过改变永磁
体的磁场强度,可以实现电机的调速。
其次,永磁调速系统通常包括永磁同步电机、控制器和传感器
等组成部分。
控制器通过采集电机的转速和负载情况,控制永磁体
的磁场强度,从而实现电机的调速。
传感器则用于采集电机的转速
和位置等信息,为控制器提供反馈信号,使控制系统能够及时调整
电机的工作状态。
另外,永磁调速系统具有快速响应、高效率和稳定性好等特点。
由于永磁材料本身具有恒定的磁场强度,因此可以在较短的时间内
实现电机的调速,响应速度快。
同时,永磁同步电机具有高效率和
稳定性好的特点,能够满足各种工业应用的需求。
总之,永磁调速技术是一种高效、稳定的调速技术,能够广泛应用于各种工业领域。
随着永磁材料和控制技术的不断发展,相信永磁调速技术将会在未来得到更广泛的应用和发展。
永磁电机是一种采用永磁体励磁的电动机,相比于传统的电励磁电机,永磁电机具有更高的效率和节能效果。
以下是一些永磁电机节能的措施:优化设计:优化永磁电机的设计是实现节能的关键。
通过合理的电磁设计、结构设计和热设计,可以减小电机的体积、重量和损耗,提高电机的效率。
选用高性能的永磁材料:高性能的永磁材料能够提高永磁电机的磁场强度和效率,从而降低能耗。
降低损耗:降低永磁电机的损耗是节能的重要手段。
通过改进电机设计、优化控制策略等措施,可以有效地减小电机的铁损、铜损和机械损耗。
应用变频技术:变频技术可以实现对永磁电机的精确控制,使电机在不同工况下都能高效运行,从而达到节能效果。
优化控制系统:优化永磁电机的控制系统,根据实际工况调整电机的运行参数,可以有效地提高电机的运行效率,降低能耗。
维护保养:定期对永磁电机进行维护保养,保证电机的正常运行,避免因机械故障或电气故障导致的能耗增加。
总之,永磁电机节能的措施可以从多个方面入手,包括优化设计、选用高性能的永磁材料、降低损耗、应用变频技术、优化控制系统和维护保养等。
这些措施可以提高永磁电机的效率,降低能耗,从而实现节能目标。
永磁调速节能原理介绍永磁调速节能效果案例分享
永磁调速的节能优势是他最明显的优点。
永磁调速设备具有结构简单、无谐波、可靠性高、易维护的特点,近年来得到广泛应用。
火电厂中,开式水系统一般承担闭式水、主机冷油器与真空泵等设备的冷却水,原设计流量一般不可调,各用户自行节流调节,节流损失大,特别在冬季环境温度较低时,浪费很大。
此时引进永磁调速一是个不错的选择。
应用实例
某火电厂有2台300MW机组,每台机组配置2台开式循环水泵,开式冷却水取自循环水供水管,经过升压至0.38MPa供给各级用户,回水至循环水回水母管。
开式水泵参数:功率,280kW;额定流量,2 580m3/h;扬程,28m;额定转速,1480r/min。
在综合比较各种调速改造方案后,在#1机组一台开式水泵上采用了永磁调速技术改造方案。
改造示意如下图。
改造完成后的运行参数:铜盘与永磁盘气隙最大时的平均稳定输出转速为383r/min,;气隙最小时水泵平均稳定转速为1 436r/min,当指令从0%到100%连续调节时,最高、最低转速的变化时间约60s。
节能效果
改造后的#1机组与未改造的#2机组运行数据对比如下。
建议:重要性不高的设备,如电厂高压水泵等,使用永磁调速是个不错的选择。
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永磁调速器介绍
1.高效性能:永磁调速器采用了先进的调制技术,能够提供较高的效率,减少能源的浪费,并且降低了设备的散热和损耗。
2.宽范围的调速性能:永磁调速器可以实现广泛的转速范围调节,从低速到高速,甚至超高速都可以实现精确的控制。
3.高动态性能:永磁调速器响应速度快,能够实现快速加速和减速,非常适用于需要频繁改变转速的工况。
4.系统可靠性高:永磁调速器采用了先进的控制算法和保护机制,可以实现稳定的运行和保护电机免受过载、短路等故障的影响。
5.高精度的控制:永磁调速器通过电流和电压的调节,可以实现非常精确的转速控制,满足各种工艺要求。
在机械制造领域,永磁调速器被广泛应用于机床、印刷机、包装机等设备中,可以实现高效、精确的工作,提高产品质量和生产效率。
在能源行业,永磁调速器被用于发电设备,可以根据电网的需求调整发电机的转速,实现电能的稳定输出。
在冶金行业,永磁调速器被应用于轧钢机、连铸机等设备中,可以实现精确的轧制和冷却过程,降低产品的能耗和生产成本。
在石油化工行业,永磁调速器被用于泵、风机等设备中,可以根据实际需要调整流量和压力,提高设备的运行效率和系统的稳定性。
在交通运输领域,永磁调速器被广泛应用于电动车辆、电梯、飞机等设备中,可以实现高效的动力输出和精确的控制。
总之,永磁调速器作为一种先进的电动机控制设备,具有高效、精确、可靠和灵活的特点,在各个行业中得到广泛应用,并为工业生产和社会发
展带来了巨大的效益。
永磁调速节能技术说明本文简要描述了目前大功率电机工况现状,阐述了永磁调速节能技术的原理、特点及应用情况,有力说明了这是一项比变频调速节能更加先进更科学的中大型电机节能技术;是一项革命性的、非机械连接的扭矩传输与调速、变速技术;是一项投入产出比最高,最有效提高系统可靠性,延长系统设备使用寿命降低系统运行维护成本,最能适应恶劣工作环境的节能改造技术;是一项能引导工业领域革命的绿色节能减排技术。
由于安装便捷、操作简单、运行稳定、安全可靠、维护方便,并在节能、节电、省人、省力、自动控制、远程监控等方面效果显着,以及优异的产品性价比, 可广泛应用于市政供水、电力、冶金、石油、石化、水泥、煤炭等行业:火力发电: 引风机、送风机、吸尘风机、排粉风机、凝水泵、低加疏水泵、开式冷水泵、闭式冷水泵、排污泵、磨煤机、输送带等冶 金: 引风机、送风机、除尘风机、通风机、各级冷却水泵、高压水泵、泥浆泵、除垢泵、输送带等石 化: 主管道泵、注水泵、循环水泵、给水泵、卤水泵、引风机、送风机、冷却水泵、输送泵、装料/泄料泵、冷却水塔风机、各类制程工艺离心泵、离心机等市政供水: 水泵、冰水泵等污水处理: 污水泵、净化泵、清水泵、输送带等水泥制造: 窑炉引风机、压力送风机、冷却器吸尘风机、生料碾磨机、窑炉供气风机、冷却器排风机、分选器风机、主吸尘风机、输送带等造 纸: 打浆机、输送泵、抄纸泵等采矿行业: 矿井的排水泵和排风扇、介质泵、输送带等一、现状及问题:由于设计上存在余量考虑,现存的电机输出都高于实际需要30%以上(流量或风量余量在10%以上时),为满足实际工况要求,在负载端(风机, 水泵或其它离心设备)采用阀门或者风门对流量或压力进行调节。
1、高能耗,资源浪费阀门或风门调整流量或压力,动能转化为势能,即无用功、出口压力高、管损严重、系统效率低,造成能源的浪费。
2、带载启动危害多带载启动时,启动电流超出额定工作电流的几倍甚至几十倍,使得变压器、配电设备短期严重过载;电机启动过程中电机线圈严重发热,造成电机线圈提前老化,缩短电机使用寿命;在启动过程中风机或水泵加速度很大,造成流量或压力冲击,容易对管道、阀门造成损坏;由于启动过程扭矩变化大,使得电机和风机或水泵的轴承及密封承受很大的径向和轴向冲击,增加了轴承和密封的磨损,使维修频度增加,维护成本提高。
永磁调速节能新技术典型应用永磁调速节能新技术??永磁调速器是透过气隙传递转矩的革命性传动设备,电机与负载设备转轴之间无需机械连结,电机旋转时带动导磁盘在装有强力稀土磁铁的磁盘所产生的强磁场中切割磁力线,因而在导磁盘中产生涡电流进而产生反感磁场,拉动导磁盘与磁盘的相对运动,从而实现了电机与负载之间的转矩传输。
通过永磁磁力耦合调速驱动器,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。
永磁耦合与调速驱动器传输能量和控制速度的能力不受电动机和负载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。
永磁耦合与调速驱动器附带的控制器通过处理各种信号实现对负载调速,包括压力、流量、位移等其它过程控制信号。
永磁耦合与调速驱动器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。
安装永磁耦合与调速驱动器以后,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,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。
永磁耦合与调速驱动器的特点无级平滑调速,λ节能效果显着,节电率达到25%--66%。
构造简单,安全-可靠λ带缓冲的软启动。
λ容忍较大的安装对中误差,大大简化了安装调试过程。
λ过载保护功能。
提高了整个电机驱动系统的可靠性。
λ维护工作量小,维护费用极低。
λ使用寿命长,设计寿命30年。
美国船舶协会(ABS认证)与海军品质。
λ适应各种恶劣环境。
对环境友好,不产生污染物。
λ减震效果好。
λ不产生谐波。
λ安装方便,可方便地对现有系统进行改造或用在新建系统。
λ投资效益最高,总成本最低。
λ应用范围:15?2,500KW电机系统(适合各种电压等级,无需更换电机)λ《典型安装案例应用说明》嘉兴电厂冲渣泵嘉兴发电有限责任公司为国产2×300MW机组,于1995年投产,配置1025t/h燃煤锅炉,锅炉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,再将渣浆泵送至1km以外的脱水仓,将水滤干回收利用,用车装渣外运。
永磁调速原理永磁调速技术是一种通过控制永磁同步电机的电磁参数来实现调速的技术。
在永磁调速系统中,永磁同步电机作为驱动元件,通过控制器对电机的电流、电压等参数进行调节,从而实现对电机转速的精确控制。
永磁调速技术具有调速范围广、响应速度快、效率高等优点,因此在工业生产中得到了广泛的应用。
永磁调速系统的基本原理是利用永磁同步电机的永磁体和定子绕组之间的磁场相互作用,通过改变定子绕组的电流、电压等参数,来调节电机的转速。
永磁同步电机的永磁体产生的磁场是恒定的,而定子绕组通过控制器的调节可以实现不同的磁场分布,从而实现对电机转速的调节。
在永磁调速系统中,控制器通过对电机的电流、电压进行精确控制,实现了对电机转速的精确调节。
永磁调速系统的工作原理是基于电磁学原理和控制理论的结合。
通过对电机的电磁参数进行精确控制,可以实现对电机转速的精确调节。
在永磁调速系统中,控制器起着至关重要的作用,它通过对电机的电流、电压进行精确控制,实现了对电机转速的精确调节。
此外,永磁调速系统还可以通过对电机的磁场分布进行调节,来实现对电机转速的调节。
永磁调速技术在工业生产中有着广泛的应用。
它不仅可以实现对电机转速的精确控制,还可以提高电机的效率和响应速度。
在风力发电、电动汽车、工业生产等领域,永磁调速技术都得到了广泛的应用。
随着科技的不断进步,永磁调速技术将会得到进一步的发展和完善,为工业生产带来更多的便利和效益。
总结起来,永磁调速技术是一种通过控制永磁同步电机的电磁参数来实现对电机转速的精确控制的技术。
它具有调速范围广、响应速度快、效率高等优点,在工业生产中得到了广泛的应用。
随着科技的不断进步,永磁调速技术将会得到更多的发展和完善,为工业生产带来更多的便利和效益。
南京艾凌节能技术有限公司永磁调速器产品介绍目录1 永磁调速节能技术介绍 (1)1.1 永磁调速器的基本原理 (1)1.2 永磁调速节能系统的组成 (2)1.3 永磁调速节能系统的主要作用及特点 (3)1.4 永磁调速节能分析 (4)1.5 永磁调速节能与同类技术的对比 (9)2 南京艾凌节能技术有限公司及其产品介绍 (16)2.1 公司简介 (16)2.2 公司发展历程 (16)2.3 公司主要获得荣誉及资质 (18)3 案例分析 (29)3.1 主要业绩 (29)3.2 客户应用证明 (32)1 永磁调速节能技术介绍1.1 永磁调速器的基本原理南京艾凌永磁调速器由导体转子、永磁转子和调节器三部分组成。
永磁转子在导体转子内,两者无连接,其间由空气隙分开,并随各自安装的旋转轴独立转动;调节器调节永磁转子与导体转子在轴线方向的相对位置,以改变导体转子与永磁转子之间的啮合面积,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;输出转矩的大小与啮合面积相关,啮合面积越大,扭矩越大,反之亦然。
永磁转子在调节器作用下,沿轴向往返移动时,永磁转子与导体转子之间的啮合面积发生变化。
啮合面积大,传递的扭矩大,负载转速高;啮合面积小,传递的扭矩小,负载转速低;啮合面积为零,传递扭矩为零,永磁转子与导体转子完全脱开,永磁转子转速为零,负载转速也为零。
图1 永磁调速器系统组成图2 啮合面从大到小图3 调速原理-改变啮合面积1.2 永磁调速节能系统的组成通常永磁调速系统由永磁调速器、电动执行机构、转速变送器、温度变送器、控制信号源、就地显示控制箱、远程控制系统、电缆等设备集成。
永磁调速器安装在电机和负载之间,传递扭矩,通过永磁调速器的调节机构实现导体转子与永磁转子之间的磁场啮合面积改变,从而实现负载转速变化。
啮合面积大,通过永磁调速器传递的扭矩就大,负载转速高;啮合面积小,通过永磁调速器传递的扭矩就小,负载转速低。
电动执行器提供动力使得啮合面积随着电动执行机构的指令变化而变化,电动执行机构接受控制中心(根据不同的情况,可以是PLC 控制,也可以是DCS控制)的指令,电动执行器根据控制中心的指令进行动作,并将结果反馈给控制中心。
控制信号源则为工艺需要的控制对象,对于泵系统而言可能是管网压力、流量、或者液位,而对于水泵 而言则可能是压力、流量等其它工艺需要的一些参数,因此控制信号源可能为压力信号、流量信号、液位信号等等。
通常而言信号为4-20mA的电流信号。
就地显示控制箱提供就地显示功能,并提供系统信号的上传下达的通道,方便工作人员到现场巡检。
图4 永磁调速系统组成1.3 永磁调速节能系统的主要作用及特点(1)调速节能。
可以根据现场的实际运行工况,通过调节永磁调速器永磁转子与导体转子之间的啮合面积实现负载调速,达到满足工艺的同时进行经济运行的目的。
调速范围:30-98%无级调速。
(2)轻载启动。
整个启动过程平稳,冲击小。
具有轻载启动停机功能,可以有效地降低电机的启动电流、解决水锤和气穴现象。
(3)简单可靠、维护少。
可靠性高,使用寿命长,设计寿命达25-30年。
设备结构简单,较电子类设备故障率低,维护成本少。
(4)隔振。
隔离电机侧与负载侧的振动,减少整个系统的振动。
并且可容忍较大的安装对中误差。
并可适应轴向窜动量。
(5)适应各种恶劣工况。
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,高温、低温等场所;不产生任何污染物。
(7)具有过载保护功能,当负载过载或者堵转时,将设备系统因过载而导致的系统损害和巨大损失降到最低。
(8)安装简单,维护工作量少。
安装简单,不需要对电机和负载做任何改变。
安装时,只需用永磁调速器替换原来联轴器即可,现场安装调试方便。
1.4 永磁调速节能分析1.4.1 永磁调速器节能原理➢ 阀门调节方式耗能情况:根据风机、泵系统设计原则,为了保证负荷最大时风机或泵系统满足输出要求,通常需要按系统的最大输出能力配备风机、泵系统。
而真正实用中,绝大多数情况下并非需要系统在满负荷下使用,而是根据负载的实际需要,通过流量控制元件如阀门或风门挡板等实现流量或压力的调节,以满足生产过程的需要。
最典型的控制流量或压力的方法是使用阀门或风门挡板。
此时,风机、泵系统的效率=电机效率×调节流量或转速或压力控制原件的效率×风机、泵效率×输送管道的效率。
如果其它效率恒定的情况下,系统效率取决于调节流量或转速或压力控制设备的效率。
由于阀门或风门挡板是通过调节开度来实现输出流量或压力的调节,电机和负载的转速并未发生变化,根据相似定律,输入功率并不会因为阀门开度变化而变化。
当阀门或风门挡板开度<100%或调节器非直通型,流体经过阀门或风门挡板都会造成非常大的能量损失,同时在阀门或风门挡板两端产生很大的压差,特别是在风机的输出端的压力增高,使得风机的运转点偏离最佳效率点,因此,阀门开度减小时,电机输入功率不会显着减小,很多能量因此浪费掉。
➢ 采用永磁调速改造的系统耗能情况:从流体力学的原理得知,使用感应电机驱动的离心式负载,轴功率P 与流量Q ,压力H 的关系为:H Q P ⨯∝图5 离心式负载特性曲线其中:Horsepower :轴功率曲线、Speed :转速及流量曲线、Torque :压力曲线如图所示:当电机的转速由n1变化到n2时, Q 、H 、P 与转速的关系如下:1212n n Q Q ⨯= (1) 21212⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=n n H H (2) 2P =1P 312⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯n n (3)可见流量Q 和电机的转速n 是成正比关系的,而压力与转速的二次方成正比,所需的轴功率P 与转速的立方成正比关系。
所以当需要80%的额定流量时,通过调节电机的转速至额定转速的80%,此时系统的压力仅为原来的64%,此时所需功率将仅为原来的51.2%,即:表1 离心式负载调速性能表从风机、泵的运行曲线来分析采用永磁调速后的节能效果:图6 离心式负载的运行曲线当所需流量从Q1减小到Q2时,如果采用调节阀门的办法,管网阻力将会增加,管网特性曲线上移,系统的运行工况点从A 点变到新的运行工况点B 运行,所需轴功率P2与面积H2×Q2成正比;如果采用调速控制方式,风机转速由n1下降到n2,其管网特性并不发生改变,但风机、泵的特性曲线将下移,因此其运行工况点由A 点移至C 点。
此时所需轴功率P3与面积HB ×Q2成正比。
从理论上分析,所节约的轴功率Delt(P)与(H2-HB )×(C-B )的面积成正比。
在实际运行中,系统能够调节的空间通常是在考虑流量满足的同时还必须考虑系统的压力能不能满足要求。
通过实践的统计,离心式风机、泵类负载通过调速控制可节能20%~50%。
1.4.2 永磁调速器节能计算 (1)改造前电能年消耗量K 1:[]∑∑⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=δφδ)cos 732.1()(11I U T P T K 其中:1K ——改造前总耗电量,h kw ⋅。
T ——全年平均运行时间,h ;1P ——单一负荷下工频运行功率,kW ;δ——这种负荷下的全年运行时间比例;U ——电机电压,kV ;I ——电机电流,A ;φcos ——单一负荷下运行功率因数,小于额定功率因数。
(2)改造后电能年消耗量K 2:∑∑⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⨯=⨯⨯=δηδ/)()(3222n n N N P T P T K其中:2K ——改造后总耗电量,h kw ⋅。
T ——全年平均运行时间,h ;2P ——改造后电机消耗功率,kW ;n P ——泵额定轴功率。
δ——这种负荷下的全年运行时间比例;n N N 2——为转速比,},max{222N N n H H Q Q N N =2Q ——为改造后的流量。
2H ——为改造后的压力。
η——为综合效率(包括永磁调速器效率、泵和电机效率下降比率)计算时一般取值为0.90~0.99。
(3)量化分析如下:改造前:水泵运行功率φcos 732.11⨯⨯⨯=I U P年耗电量:∑⨯⨯=)(1δP T K其中:运行数据按照现场采集数据计算,年平均运行时间为300天,系统运行功率因数取0.85。
改造后:水泵运行功率:η/)(322n n N N P P ⨯=其中:},max{222N N n H H Q Q N N =n N N 2取较大值,得到最低节电率。
节电率:=121-P P P年节电量为:(原系统年耗电量-改造后年耗电量)*24*300(其中,按照年运行时间300天计算)年节约电费为 = 年节电量*单价电费(其中电费按x 元/度计算)如果考虑到减少了系统的振动,减少了系统的维护工作量,延长了轴承和密封件的寿命等因素,效益远大于上述数据。
1.5 永磁调速节能与同类技术的对比1.5.1 永磁调速与变频调速和液力耦合调速方式的比较1)传递效率对比永磁调速器、变频器和液力耦合器的传递效率如图7所示。
永磁调速器的最高效率可达98%,功率损耗主要包括转差损耗和机械损耗。
计算变频器效率时,要将冷却设备和其他辅助性设施所需的能量计算在内,包括变压器、滤波器、控制装置、照明设施等。
液力耦合器的损耗主要有液力损耗、机械损耗和容积损耗,在其运行过程中,这三种损耗通常高达10%以上。
当负载的平均转速达到电机速度80%以上时,永磁调速器的总体效率最高,是最好的调速装置的选择;在速度低于80%时,变频器可能更有效率;液力耦合器的效率在三种调速方式中是最低的。
图7 三种调速方式的效率曲线2)对环境和设备的影响对比永磁调速器不产生谐波,不产生污染物污染环境。
永磁调速器安装时,只需改变电机和负载之间的相对位置,不需要对电机和供电电源进行任何改动;安装后,对整个系统不产生电磁干扰;由于主动转子和从动转子非接触连接,大大降低了电动机和负载之间的安装精度。
变频调速装置产生大量的谐波,影响电网的质量;产生的高次谐波对电动机也会产生冲击和多余的热量,易破坏电动机的绝缘性,使电动机和负载的寿命降低,维护工作量增大。
低速时,电机转速慢,对于风冷式电动机的冷却效果差,易使电动机温度升高,影响绝缘。
液力耦合器虽然也是非接触链接,但是没有解决电动机和负载之间的安装精度问题。
联轴器磨损问题较大,维护周期短。
液压油容易泄露,污染环境。
3)软启动对比永磁调速器可以对电机和负载独立启动,启动性能最好,对系统电压影响最小,起动时间短,产生的热量最小,避免了管路压力突变造成的冲击。