永磁傳動技術(shù)論文范文第1篇

1.1磁力傳動是密封領(lǐng)域最有效最安全的解

永磁傳動即永磁聯(lián)軸器對于需要密封的機械，對有害、有毒、污染、危險、純凈、貴重的產(chǎn)品和生產(chǎn)過程是一最安全解，它的應用范圍很寬。石油化工、醫(yī)藥、電影、電鍍、核動力等行業(yè)中的液體大都具有腐蝕性、易燃、易爆、有毒、貴重，泄漏會帶來工作液體的浪費與環(huán)境污染；真空、半導體工業(yè)要防止外界氣體的侵入：飲食、醫(yī)藥要保證介質(zhì)的純凈衛(wèi)生。永磁傳動技術(shù)在這些領(lǐng)域找到了用武之地。英國Howard機械發(fā)展有限公司(HMD)從1946年就致力于無密封泵的制造，至今在全世界37個國家已銷售近7萬臺,每年銷售額達28百萬英鎊[1]。美國一家制藥廠有上百個裝有機械密封的離心泵，處理各種酸類，這些泵由于設(shè)計問題常常干運轉(zhuǎn)，僅能使用2~3個月就自行破壞，換用了Ansimag公司生產(chǎn)的K1516系列磁傳動泵，自1993年投入運行（每天操作4.8小時每年365天）至1998年還在運行[2]。美國中西部的容器板廠，合成苛性納是回轉(zhuǎn)葉片泵密封的極大問題,這里的工程師稱這些泵是“維護黑夜里的天”安裝了Ansimag公司的ETFE襯里無密封磁力泵,運行11個月沒有停機[3]。美國一大型化工廠面臨著輸送甲醇的嚴重困難。因甲醇易燃，60℃接近沸騰，流量僅7m3/h，壓差高達250m。問題的解決靠的是Dickow磁傳動多級端吸泵，它的流量是15m3/h，壓差400m,確保了甲醇的零泄漏,保證操作人員與工廠的安全，并解決了甲醇中含有氣泡輸送問題[4]。

1.2磁力泵在技術(shù)性能上向微型,大型化發(fā)展

為滿足國內(nèi)外市場需要，石油化工公司成套設(shè)備向大型化發(fā)展，我國必須有一批年產(chǎn)千萬噸級的煉油廠、百萬噸級的乙烯裝置。機械裝備要滿足重負荷、長周期、低能耗，并符合環(huán)保要求。我國在仿制國外產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)，制造磁力泵的材質(zhì)和工藝要求是很高的。即使11~13kW的中小功率泵,其可靠性制造成本也無法讓用戶接受。對于耐強腐蝕、高壓、高溫的大功率泵尚屬空白。目前磁力泵的發(fā)展極限應由HMD公司的產(chǎn)品來描述：流量由1m3/h到681m3/h，壓差由10m到500m，溫度范圍由-100℃到450℃，系統(tǒng)壓力從真空到400bar，原動機功率達350kW。微型泵是專門為某些部門研究開發(fā)出來的，例如激光器的冷卻、分析儀器的供料、化學劑的補充、生物工程、冷卻循環(huán)，以至于打印機的噴嘴等。齒輪泵與電機一體化封閉聯(lián)接，適用24V、36V直流電源，速度人工自動控制。最低流量為10ml/min，壓差7bar。日本Iwaki公司為電鍍、冷卻循環(huán)用的MD系列微型磁力傳動齒輪泵的流量范圍是7.5~288L/min，傳動功率1/25~1/3馬力。

1.3各種類型的泵均可改造為磁力傳動泵

離心泵是磁力泵的主導產(chǎn)品，磁傳動回轉(zhuǎn)位移泵雖有25年的歷史，僅近七八年在設(shè)計制造水平以及大扭矩能力方面才有廣泛的基礎(chǔ)。重點是磁力傳動齒輪泵與螺桿泵，最大傳動能力達400Nm,轉(zhuǎn)速3500r/min時功率為150kW。地處美國邊界猶地州氣體動力廠，透平壓縮機的泵是常軌的外嚙合齒輪泵。油泵因高壓差平均每兩個月便過度磨損而報廢，造成壓縮機關(guān)閉。1992年改用磁傳動三螺桿泵后，一直連續(xù)運轉(zhuǎn)，不用任何維護。英國Tuthill成功地應用了它的磁傳動齒輪泵為Scottish公司的過程水系統(tǒng)中泵入添加劑，該泵取代了螺桿泵，符合衛(wèi)生安全條例。

1.4磁力傳動壓縮機

磁力傳動的內(nèi)軸承位于所密封的空間內(nèi)，它用密封的介質(zhì)和冷卻。鑒于我國材料制造水平，磁力傳動在氣體輸送機械中尚未應用。加拿大Nova磁有限公司生產(chǎn)的超壓風機，在170bar氦氣壓力下，泄漏率小1cm3/h，軸承壽命超過10000h。另一系列的加壓風機，自由排放流量750m3/h，在400m3/h流量時系統(tǒng)壓差35MPa，實現(xiàn)了零泄漏。此外，磁傳動的特殊性能同樣應用于無泄漏的攪拌器、閥門等設(shè)備。在冷凍機中的應用還未得到相關(guān)信息，筆者為實現(xiàn)將磁力傳動應用于冷凍壓縮機正在作探索工作，因冷凍劑尤其是氟里昂的外泄會造成嚴重的環(huán)境問題。

2新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)

磁力傳動技術(shù)并非只是簡單的利用磁體的同性相斥、異性相吸作用，它是傳動技術(shù)、材料技術(shù)、制造技術(shù)的集成。世界一流的專業(yè)生產(chǎn)廠，他們的產(chǎn)品在世界享有聲譽，以至于我們無法仿制，其原因就在如此�，F(xiàn)在這些“老手”還在進行效率和質(zhì)量的改進，減少成本，延長兩次檢修之間的平均時間。

2.1新材料、新工藝

磁性材料的選用各國基本認識統(tǒng)一，NdFeB材料工作溫度低于150℃，SmCo材料工作溫度低于250℃，對于微型泵可選用鋇鐵氧體。泵體材料分金屬、非金屬兩大類。金屬不銹鋼不意味著對一切液體都是不銹的，它主要用于與其兼容的過程液體、貴重液體、超純凈液體。非金屬是專門為腐蝕性應用而研制的。它又分為2種情況。其一是純塑料泵，用純聚丙稀或乙烯氟化物熱塑鑄模。如英國VantonCGM泵流量為136m3/h，揚程84m（溫度135℃），電機功率32kW。其二是襯里泵，是目前流行的耐腐蝕泵內(nèi)襯塑料的一種方法。一般泵體可用可鍛鑄鐵制造，F(xiàn)EP、PP、PFA、PVDF、ETFE無縫襯里。Magnetix新的MTA系列無密封泵與其它襯里泵的關(guān)鍵優(yōu)勢是應用了它的先進PFA氟聚合物襯里，PFA以它獨特的廣泛的耐化學劑腐蝕的能力，比ETFE，PVDF或其它非金屬材料而聞名。采用專利技術(shù)：澆鑄壓膜工藝，聯(lián)接的PFA襯里厚而均勻，與旋轉(zhuǎn)模鑄相競爭。應用于高純度和高溫流體更為理想。ISO泵PTFE襯里最小厚度3mm，用榫槽壓入泵殼，泵殼用硼硅玻璃制造。隔離罩是密封的關(guān)鍵部件，它的破裂會導致流體泄漏發(fā)生災難性的危害。單層金屬封罩應用范圍很廣，盡管渦流會產(chǎn)生熱量有能量損失，若采用高強度、高電阻材料可以限制到最小損失，如：哈氏合金C-4(2.4610)。由Taiani發(fā)明的金屬疊層隔離罩取得5國專利，在許多設(shè)計中已被應用，它的效率可達99%，傳動功率150馬力。單層陶瓷ZrO2（氧化鋯）隔離罩，耐苛性溶液，酸的腐蝕，具有高硬度和良好的滑動性能，及高的機械強度和彈性（E=2×105N/mm2），已用于工作壓力250bar。但陶瓷罩壁厚較大，不能塑性加工。1999年初獲得美國專利的IMO泵，新的隔離罩用碳纖維與環(huán)氧樹脂制造，厚度小于2.8mm，與不銹鋼法蘭相聯(lián)。適于操作壓力31bar、溫度232℃，傳動扭矩407Nm，在3600r/min下功率達149kW。雙層隔離罩提供了雙保險和可供檢測的空間。日本IWAKIMDE系列泵雙層罩由玻璃纖維增強塑料制造。AnSimag雙層環(huán)氧樹脂隔離罩磁傳動泵為造紙廠輸送氧化鋁，運轉(zhuǎn)2年沒有更換任何部件。隔離罩焊接是結(jié)構(gòu)的薄弱點和腐蝕的敏感源，先進的制造方法是塑性成型，如深拉、旋壓、延伸旋壓。軸與滑動軸承由高耐磨性SiC制造。干運轉(zhuǎn)按慣例是無密封磁力泵的兇兆。精心的流體平衡設(shè)計，后部密封圈與葉輪孔聯(lián)合作用，平衡液體軸向推力減小葉輪的壓力。入口調(diào)整閥防止低流量時的預旋，減小湍流，保證低流量操作。兩個燒結(jié)SiC軸承優(yōu)化設(shè)計支承點，軸套中的螺旋槽幫助沖洗和軸徑，提供干運轉(zhuǎn)30min的保證，可使操作者有時間調(diào)整系統(tǒng)，恢復正常運轉(zhuǎn)，避免災難性破壞。德國ITTRichter公司的MNKA系列泵的純SiC軸承，在2900r/min下可以干運轉(zhuǎn)1h。

3.2新技術(shù)

以最優(yōu)的物理尺寸保證經(jīng)濟有效地利用磁體的體積，靜磁脫開扭矩與溫度的相關(guān)性通過有限元計算和廣泛的試驗。軸向與徑向軸承由泵送介質(zhì)來進行。流道提供必須的流量。新的自動調(diào)節(jié)軸承可承受大的軸向推力和徑向力。具有超群的抗腐蝕和耐磨能力的SiC或碳石墨制造的滑動軸承，它縮裝在金屬外殼內(nèi)，保證機械運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，即使軸肩破壞，仍保持軸承的可靠性和可維修性。另一技術(shù)是流體平衡，使軸承所受的力限制到最小。目前內(nèi)軸承的壽命可達到10000h。高溫問題：KSB熱油泵用環(huán)形冷卻器來包圍聯(lián)軸器室，保持磁體附近的溫度在材料最大允許溫度之下，盡管介質(zhì)平均溫度是350℃。HMD的渦流型聯(lián)軸器具有獨特的“扭矩圈”設(shè)計，擴大溫度范圍至450℃不需要冷卻。專利技術(shù)—風機自動冷卻：在各種速度范圍內(nèi)磁聯(lián)軸器可自動冷卻，不需要外部冷卻系統(tǒng)，僅用環(huán)形氣室傳動子自動完成。完全可靠性：在磁聯(lián)軸器上裝有摩檫圈以保護磁體；為防止干運轉(zhuǎn)，流量傳感器可以安裝在用戶管線上，確定斷流或低流；國外機組隨機裝備數(shù)字式功率控制監(jiān)控器來確定超載條件，泄漏傳感器、溫度傳感器，使用PLC（可編程控制器）實時監(jiān)控磁傳動的工作情況。連續(xù)監(jiān)視外軸承的運轉(zhuǎn)間隙，監(jiān)視任一球軸泵的磨損，使軸泵在損壞前及時更換。

2.3新結(jié)構(gòu)

幾乎所有的磁力傳動泵均采用“后拉出”結(jié)構(gòu)。整個聯(lián)軸器部件、軸承部件分別作為一個單元，拆卸時不必從管路、底坐上拆出泵殼，益于檢修服務。例如日本富士山膠片化學公司以前使用雙機械密封離心泵，由于化學品的腐蝕磨損,軸封至少一個?????????更換一次。該密封的更換是很昂貴的，通常占泵總價值的25%，更換時間要花費5個小時。改用Global磁傳動泵后，運行了2年完全成功。與雙機械密封相比，檢修周期增加了1倍，裝拆一次減少到15min。1997年年內(nèi)全部輸送泵均更換為磁力泵，并將泵的預期壽命（不用任何服務）規(guī)定為5年。ALLweiler理智的提出無葉輪軸設(shè)計，葉輪安裝在SiC軸承中間，標準間隙正在申報專利。風機應用分開式電馬達，插入式套筒內(nèi)軸承，無論是檢修馬達還是風機軸承均可在30min內(nèi)完成。零部件大范圍的與EN22858/ISO2858、ANSIB73.1、API610、DIN、BS等標準泵互換。平衡按API/ISO實施。

3先進制造技術(shù)與管理

為適應全球化競爭與合作，世界泵業(yè)都在發(fā)展自已的技術(shù)優(yōu)勢，擴大產(chǎn)品范圍以適應世界大市場的多樣性、個性化需求。產(chǎn)品在滿足功能要求的同時，毫無疑問應充分滿足嚴格的安全性、可靠性和生態(tài)環(huán)保要求。先進制造技術(shù)是產(chǎn)品先進的主題。磁傳動泵的先驅(qū)者HMD三年前推出了長遠生產(chǎn)方式和完全的研究計劃，最后重新設(shè)計它的裝配設(shè)備。投資100萬英鎊來擴充HMD的產(chǎn)品能力，又花費70萬用于新的高速加工系統(tǒng)，購買了6套加工中心。然而不單是用先進的機器來增加產(chǎn)量，重要的是建立撓性加工，減少循環(huán)時間。以往扭矩圈要圍繞工廠傳送540m，在制造鏈上要花費8~9周時間，今天，制造是家庭式的組織，許多機器均連于公司的CAD/CAM系統(tǒng)，工程師根據(jù)用戶迅速對標準件做出創(chuàng)造性改革，直接上載到加工中心。同一扭矩圈運行30m，在線上僅需要花2天時間。由于快速制造，材料泵可以很迅速交貨，某種情況下少許3天。按他們的話說“競爭優(yōu)勢將使我們代入下世紀，開創(chuàng)更多商機”。[1]先進的產(chǎn)品來自先進的設(shè)計與嚴格的試驗，3D設(shè)計與模擬，無圖紙加工，虛擬制造、快速成形都在進行。高強度合金材料的冶金學試驗制作，泵體、葉輪及隔離套受強腐蝕作用確保長壽命：非磨損的SiC軸泵的冷卻系統(tǒng)在化學過程工業(yè)中進行廣泛的試驗，包括高的系統(tǒng)壓力345bar，自吸和熱套設(shè)計。每一部件、組件和系統(tǒng)都周密地檢查和評定。HMD認為制造與需求的原則是：超前戰(zhàn)略性原材料；發(fā)展關(guān)鍵的供應關(guān)系；通過組織制造循環(huán)，減少制造周期；減少排隊，加速進程。筆者在網(wǎng)上查詢了20幾家著名的磁傳動公司，發(fā)現(xiàn)他們在世界各地均有子公司及銷售網(wǎng)。質(zhì)量設(shè)計和制造由全世界技術(shù)精湛的泵發(fā)行者來決定，才能對市場戰(zhàn)略性地迅速作出反應。服務包括解答用戶遇到的應用問題，泵的選擇，特種泵專門設(shè)計，每天24小時為用戶技術(shù)咨詢。21世紀制造技術(shù)不但將繼續(xù)制造常軌條件下運行的機器與設(shè)備，而且將制造出極端環(huán)境下運行的機械設(shè)備。21世紀制造的產(chǎn)品應是符合生態(tài)環(huán)保，與人友好的綠色產(chǎn)品，磁力傳動技術(shù)正是適應這一發(fā)展態(tài)勢，讓我們借鑒國外先進經(jīng)驗推動這一技術(shù)的發(fā)展吧！

參考文獻

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[4]MichaelSmith.SideChannelPumpSolvesMethanolTransferProblem[J].WedPage,2001.

永磁傳動技術(shù)論文范文第2篇

關(guān)鍵詞：永磁調(diào)速 節(jié)能降耗

Abstract: the author analyzes the sewage system problems, and put forward the improvement plan. Describes the technical principle, technical permanent magnet speed advantage and application effect. The results show that, the permanent magnet motor speed control technology can achieve with load between torque transmission, change the motor power output size, in sewage pump installation, adjustment permanent magnet speed drive air gap of sewage pump realize the continuous control flow rate, pressure, reduce the sewage pump pump water consumption.

Keywords: permanent magnet control energy consumption

中圖分類號：U264.91+3文獻標識碼：A 文章編號：

某污水站設(shè)計規(guī)模2.0×104m3/d，站內(nèi)安裝ZXA200-4500B外輸泵3臺，電機功率132kW，單臺排量9600 m3/d，該站處理某區(qū)西部聚驅(qū)采出水和部分某聯(lián)合站水驅(qū)水，處理水量8000m3/d，濾后水除外輸至某注水站回注外，部分濾后水靠重力輸送至某轉(zhuǎn)油放水站加熱回摻井口。該站外輸泵每天外輸水量7600m3/d，啟運1臺外輸泵，單泵的負荷為79.17%，外輸水泵單耗0.21kWh/ m3。

1存在問題及改造方案

由于某污水站的負荷較低，僅為40%，同時，3臺外輸水泵匹配單一，該站外輸水泵單耗高，外輸水泵單耗0.21kWh/ m3。針對某污水站外輸水泵負荷低，能耗高的問題，規(guī)劃在2#外輸水泵安裝永磁調(diào)速驅(qū)動器1套，降低該站外輸水能耗，同時對輸水系統(tǒng)根據(jù)凈化水罐液位進行閉環(huán)控制，降低崗位工人勞動強度。改造投資39萬元。

2永磁調(diào)速技術(shù)

2.1技術(shù)原理

永磁調(diào)速技術(shù)是永磁調(diào)速驅(qū)動器透過氣縫傳遞轉(zhuǎn)矩，電機與負載設(shè)備轉(zhuǎn)軸之間無需機械連接，電機旋轉(zhuǎn)時帶動導磁盤在裝有強力稀土磁鐵的磁盤所產(chǎn)生的強磁場中切割磁力線，因而在導磁盤中產(chǎn)生渦電流，該渦電流在導磁盤上產(chǎn)生反感磁場，拉動導磁盤與磁盤的相對運動，從而實現(xiàn)電機與負載之間的轉(zhuǎn)矩傳輸。見圖1。在工業(yè)水泵上安裝，通過調(diào)節(jié)永磁調(diào)速驅(qū)動器氣隙實現(xiàn)工業(yè)水泵流量和/或壓力的連續(xù)控制[1]。當永磁調(diào)速驅(qū)動器接到一個壓力、流量、液面高度等信號后，就傳輸?shù)接来耪{(diào)速驅(qū)動器的控制器上，控制器對信號進行識別和轉(zhuǎn)換后，產(chǎn)生一個機械操作指令，來調(diào)節(jié)導磁體和永磁體之間的間隙大小，從而根據(jù)適時的負載輸入扭矩的要求，調(diào)節(jié)永磁調(diào)速驅(qū)動器輸入端的扭矩大小，來最終改變電機輸出功率大小，實現(xiàn)對工業(yè)水泵輸出流量和/或壓力的連續(xù)控制，實現(xiàn)電機節(jié)能和提高電機工作效率。

圖1永磁調(diào)速技術(shù)原理圖

2.2 技術(shù)優(yōu)勢

2.2.1調(diào)速范圍較寬，自身效率高，節(jié)能效果明顯

根據(jù)實際應用，在全速運轉(zhuǎn)時，永磁調(diào)速器的工作效率能達到97%以上，而通過永磁調(diào)速器調(diào)速后的能耗則降低到原來能耗的75%～33%。安裝永磁調(diào)速器之后，在對系統(tǒng)的總體評估中，總回報提高、節(jié)能效果及運行負擔的減 少都很明顯。

2.2.2減低振動和容許偏心

80%以上的轉(zhuǎn)動設(shè)備都是由于振動而出現(xiàn)故障的，大多數(shù)的振動都是因為軸心偏移，另外是由于設(shè)備的不平衡和共振。振動會破壞密封圈的彈力，升高軸承和設(shè)備的溫度。永磁耦合技術(shù)提供了一種最好的解決振動方法。永磁耦合技術(shù)減振的關(guān)鍵在于通過空氣間隙傳遞扭矩，而沒有直接的物理連接�？諝忾g隙最小為1/8 英寸 (3.175 mm)。偏心是安裝和維修成本的主要原因。一般可允許的偏離為0.05 mm 甚至更小，需要激光對心。永磁耦合技術(shù)允許0.75 mm 的偏離而且沒有振動，直接就可以進行對心安裝。

2.2.3沖擊型負載和堵轉(zhuǎn)自動保護

由于電機和負載的軸端沒有直接的物理連接，振動不會傳遞，對于沖擊型負載及有堵轉(zhuǎn)可能的過程中具有通過滑差實現(xiàn)緩沖與自動保護功能, 故障大大減少。因此可以很簡單的解決驅(qū)動系統(tǒng)的問題。

2.2.4功率質(zhì)量

永磁耦合技術(shù)不會受功率質(zhì)量的影響，在功率質(zhì)量很差或者在低壓期間都可以工作。只要有有效的能量使電機轉(zhuǎn)動，永磁耦合技術(shù)就可以工作。同時，永磁耦合技術(shù)也不會影響設(shè)備的功率質(zhì)量。不會產(chǎn)生諧波，瞬時高壓或者其他與功率質(zhì)量有關(guān)的問題。

3現(xiàn)場應用

某污水站2#外輸水泵，額定排量400m3/h，揚程60m，電機額定轉(zhuǎn)數(shù)1475r/min。改造泵于2023年5月18日上午9時開始運轉(zhuǎn)，調(diào)試過程中，執(zhí)行器開度由20％逐步上升到90％，水量由180m3/h上升到400m3/h，電流由78A上升到192A，電機轉(zhuǎn)數(shù)由482r/min上升到1377r/min。具體數(shù)據(jù)見表1。

表1 某污水站2#外輸泵永磁調(diào)速器運行數(shù)據(jù)表

4實施效果

2#泵試運前，該站運行同型號的3#外輸水泵，排量255m3/h，泵出口壓力0.67MPa，電流165A，實施后，某站2#外輸水泵的泵壓由改造前的0.6MPa下降至0.08MPa，改造泵運行平穩(wěn)，泵壓差明顯降低，輸水單耗由0.21kWh/m3下降至0.09kWh/m3，節(jié)電率58.3％，年節(jié)電33.55×104kWh，節(jié)省電費18.35萬元，投資回收期2.13年。見表2。

表2 某污水站2#污水泵永磁調(diào)速器數(shù)據(jù)對比表

5結(jié)論及認識

根據(jù)該項目的實施情況，永磁調(diào)速技術(shù)有很好的節(jié)電效果。該項技術(shù)可以使污水站根據(jù)水量的變化實行調(diào)節(jié)，該項技術(shù)具有以下技術(shù)優(yōu)勢。

（1）電機和負載的軸端沒有直接的物理連接，振動不會傳遞，對于沖擊型負載及有堵轉(zhuǎn)可能的過程中具有通過滑差實現(xiàn)緩沖與自動保護功能, 故障大大減少。

（2）電機完全在空載下啟動, 大幅降低啟動電流。

（3）無諧波污染，不傷害電機，不影響電網(wǎng)功因。

（4）容忍對心誤差, 一般可允許的偏離為0.05 mm 甚至更小，需要激光對心。永磁耦合技術(shù)允許0.75 mm 的偏離而且沒有振動，直接就可以進行對心安裝。

（5）該項技術(shù)在現(xiàn)場應用需要一定的技術(shù)條件。改造泵需有連軸器，同時電機末端要有1.5m的安裝空間。

永磁傳動技術(shù)論文范文第3篇

關(guān)鍵詞：電廠；凝泵；永磁調(diào)速節(jié)能

2007年永磁耦合與調(diào)速驅(qū)動器從美國引進我國，永磁調(diào)速驅(qū)動器可廣泛應用于冶金、發(fā)電、石化、水處理、采礦與水泥 、紙漿及 造紙、暖通空調(diào)、海運、灌溉等行業(yè)節(jié)能，應用前景非常廣闊。本文將著重論述永磁耦合與調(diào)速技術(shù)在電廠凝泵上應用時的節(jié)能效果及與以凝泵變頻為主其他調(diào)速設(shè)備比較的優(yōu)勢。

一、凝泵永磁調(diào)速系統(tǒng)構(gòu)成和工作原理

1.1 系統(tǒng)構(gòu)成

單臺永磁調(diào)速器至少包括以下設(shè)備及附件：

（1）永磁調(diào)速器設(shè)備本體

（2）智能電動執(zhí)行機構(gòu)

（3）立式安裝套件

（4）永磁調(diào)速器與電機的聯(lián)軸器

（5）冷卻系統(tǒng)（永磁調(diào)速器采用油冷）

1.2工作原理

永磁磁力耦合調(diào)速驅(qū)動（PMD）是通過銅導體和永磁體之間的氣隙實現(xiàn)由電動機到負載的轉(zhuǎn)矩傳輸。該技術(shù)實現(xiàn)了在驅(qū)動（電動機）和被驅(qū)動（負載）側(cè)沒有機械鏈接。其工作原理是一端稀有金屬氧化物硼鐵釹永磁體和另一端感應磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，通過調(diào)節(jié)永磁體和導體之間的氣隙就可以控制傳遞的轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)負載速度調(diào)節(jié)。

PMD主要由導體轉(zhuǎn)子、永磁轉(zhuǎn)子和控制器三部分組成。導體轉(zhuǎn)子固定在電動機軸上，永磁轉(zhuǎn)子固定在負載轉(zhuǎn)軸上，導體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子之間有間隙（稱為氣隙）。這樣電動機和負載由原來的硬（機械）鏈接轉(zhuǎn)變?yōu)檐洠ù牛╂溄�，通過調(diào)節(jié)永磁體和導體之間的氣隙就可實現(xiàn)負載軸上的輸出轉(zhuǎn)矩變化，從而實現(xiàn)負載轉(zhuǎn)速變化。由上面的分析可以知道，通過調(diào)整氣隙可以獲得可調(diào)整的、可控制的、可以重復的負載轉(zhuǎn)速。

感應原理是通過磁體和導體之間的相對運動產(chǎn)生。也就是說，PMD的輸出轉(zhuǎn)速始終都比輸入轉(zhuǎn)速小，轉(zhuǎn)速差稱為滑差。典型情況下，在電動機滿轉(zhuǎn)時，PMD的滑差在1% ～ 4%之間。

永磁調(diào)速設(shè)備采用永磁轉(zhuǎn)子和另一端導體轉(zhuǎn)子相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)距，同時通過智能電動執(zhí)行器調(diào)節(jié)氣隙大小實現(xiàn)電機和凝結(jié)水泵之間的轉(zhuǎn)距控制，從而實現(xiàn)凝結(jié)水泵的速度調(diào)節(jié)。

二、 永磁調(diào)速器凝泵之卓越特點

使用PMD永磁調(diào)速的凝泵特點 ：

2.1調(diào)節(jié)范圍

永磁調(diào)速可在0～98%的范圍內(nèi)對負載進行無級調(diào)速。

2.2 可實現(xiàn)過程控制，響應速度快

PMD永磁調(diào)速接收標準4～20mA信號，根據(jù)信號調(diào)節(jié)負載轉(zhuǎn)速，滿足系統(tǒng)需求，響應速度快。

2.3 空載啟動，啟動電流小

PMD在風機啟動時，可將氣隙調(diào)節(jié)到最大，使水泵實現(xiàn)空載啟動，可極大的降低電機啟電流 。

2.4 減少振動：

由于PMD永磁調(diào)速是非機械連接的調(diào)速裝置，風機和電機沒有機械硬連接，完全是通過氣隙傳遞扭矩的，這樣的好處是隔離了振動的傳遞，減低振動。

2.5 可靠性高，維護少

設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，故障率底，維護成本低。

2.6 使用壽命長

PMD永磁調(diào)速的使用壽命可達30年。

2.7 節(jié)能

通過調(diào)節(jié)負載轉(zhuǎn)速，提高風機的效率，減少管路損失，減低電機負荷，節(jié)能效果明顯。

2.8 對電力品質(zhì)無要求

永磁耦合是機械的電磁調(diào)速，電網(wǎng)的穩(wěn)定性對扭矩沒有影響。

2.9無諧波干擾

非接觸性的機械聯(lián)結(jié)，不產(chǎn)生諧波干擾。

2.10環(huán)境適應強力

可在溫差大，濕度高，陰雨天，高粉塵，防爆等惡劣的環(huán)境下工作。

三、與變頻（VFD）凝泵比較

四、與其他調(diào)速設(shè)備各項性能比較

五、結(jié)束語：

永磁調(diào)速器本身不用電、無任何污染，而且還能高效節(jié)能，完全符合電廠技術(shù)宗旨。我公司采用永磁調(diào)速節(jié)能裝置的凝泵，系統(tǒng)運行可靠穩(wěn)定，調(diào)速范圍和調(diào)速要求滿足了系統(tǒng)運行要求，節(jié)能效果非常明顯。通過本文對永磁耦合與調(diào)速技術(shù)在我廠凝泵上應用時節(jié)能效果的闡述及與以凝泵變頻為主其他調(diào)速設(shè)備比較所表現(xiàn)出的明顯的優(yōu)勢，大力發(fā)展和使用永磁調(diào)速技術(shù)必能給電廠穩(wěn)定環(huán)保運行提供更多助力。

參考文獻

永磁傳動技術(shù)論文范文第4篇

關(guān)鍵詞：無刷直流電機；單片機；發(fā)展現(xiàn)狀；應用研究

一、直流無刷電動機理論概述

無刷直流電機由電動機主體和驅(qū)動器組成，是一種典型的機電一體化產(chǎn)品。無刷電機是指無電刷和換向器的電機，又稱無換向器電機。早在上世紀誕生電機的時候，產(chǎn)生的實用性電機就是無刷形式，即交流鼠籠式異步電動機，這種電動機得到了廣泛的應用。但是，異步電動機有許多無法克服的缺陷，以致電機技術(shù)發(fā)展緩慢。本世紀中葉誕生了晶體管，因而采用晶體管換向電路代替電刷與換向器的直流無刷電機就應運而生了。這種新型無刷電機稱為電子換向式直流電機，它克服了第一代無刷電機的缺陷。

二、 無刷直流電動機的發(fā)展概況

1955年美國的D.Harrison等首次申請了用晶體管換相線路代替有刷直流電動機的機械電刷的專利，標志著現(xiàn)代無刷直流電動機的誕生。無刷直流電動機的發(fā)展在很大程度上取決于電力電子技術(shù)的進步，在無刷直流電動機發(fā)展的早期，由于當時大功率開關(guān)器件僅處于初級發(fā)展階段，可靠性差，價格昂貴，加上永磁材料和驅(qū)動控制技術(shù)水平的制約，使得無刷直流電動機自發(fā)明以后的一個相當長的時間內(nèi)，性能都不理想，只能停留在實驗室階段，無法推廣使用。1970年以后，隨著電力半導體工業(yè)的飛速發(fā)展，許多新型的全控型半導體功率器件相繼問世，加之高磁能積永磁材料陸續(xù)出現(xiàn)，這些均為無刷直流電動機廣泛應用奠定了堅實的基礎(chǔ)，無刷直流電動機系統(tǒng)因而得到了迅速的發(fā)展。在1978年漢諾威貿(mào)易博覽會上，前聯(lián)邦德國的MANNESMANN公司正式推出了MAC無刷直流電動機及其驅(qū)動器，引起了世界各國的關(guān)注，隨即在國際上掀起了研制和生產(chǎn)無刷直流系統(tǒng)的熱潮，這業(yè)標志著無刷直流電動機走向?qū)嵱秒A段。隨著人們對無刷直流電動機特性了解的日益深入，無刷直流電動機的理論也逐漸得到了完善。1986年，H.R.Bolton對無刷直流電動機作了全面系統(tǒng)的總結(jié)，指出了無刷直流電動機的研究領(lǐng)域，成為無刷直流電動機的經(jīng)典文獻，標志著無刷直流電動機在理論上走向成熟。

我國對無刷直流電動機的研究起步較晚。1987年，在北京舉辦的聯(lián)邦德國金屬加工設(shè)備展覽會上，SIEMENS和BOSCH兩公司展出了永磁自同步伺服系統(tǒng)和驅(qū)動器，引起了國內(nèi)有關(guān)學者的廣泛注意，自此國內(nèi)掀起了研制開發(fā)和技術(shù)引進的熱潮。經(jīng)過多年的努力，目前，國內(nèi)已有無刷直流電動機的系列產(chǎn)品，形成了一定的生產(chǎn)規(guī)模。

三、無刷直流電機的組成

1.直流無刷電動機的結(jié)構(gòu)如圖1所示。它主要由電動機本體、位置傳感器和電子開關(guān)線路三部分組成。電動機本體在結(jié)構(gòu)上與永磁同步電動機相似，但沒有籠型繞組和其他起動裝置。其定子繞組一般制成多相，轉(zhuǎn)子由永久磁鋼按一定極對數(shù)組成。

圖1 直流無刷電動機的結(jié)構(gòu)原理圖

2.當定子繞組的某一相通電時，該電流與轉(zhuǎn)子永久磁鋼的磁極所產(chǎn)生的磁場相互作用而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，再由位置傳感器將轉(zhuǎn)子磁鋼位置變換成電信號，去控制電子開關(guān)電路，從而使定子各相繞組按一定順序?qū)�通，定子相電流隨轉(zhuǎn)子位置轉(zhuǎn)子位置的變化而按一定的次序換相。由于電子開關(guān)線路的導通次序是與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角同步的，因而起到了機械換向器的換相作用。如圖2所示。

圖2 無刷直流電動機基本結(jié)構(gòu)圖

四、無刷直流電動機的應用與研究動向

無刷直流電機轉(zhuǎn)子采用永久磁鐵，其產(chǎn)生的氣隙磁通保持為常值，因而特別適用于恒轉(zhuǎn)矩運行；對于恒功率運行，無刷直流電機雖然不能直接改變磁通實現(xiàn)弱磁控制，但通過控制方法的改進也可以獲得弱磁控制的效果。由于稀土永磁材料的矯頑力高、剩磁大，可產(chǎn)生很大的氣隙磁通，這樣可以大大縮小轉(zhuǎn)子半徑，減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量，因而在要求有良好的靜態(tài)特性和高動態(tài)響應的伺服驅(qū)動系統(tǒng)中，如數(shù)控機床、機器人等應用中，無刷直流電機比交流伺服電機和直流伺服電機顯示了更多的優(yōu)越性。目前無刷直流電機的應用范圍已遍及國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，并日趨廣泛，特別是在家用電器、電動汽車、航空航天等領(lǐng)域已得到大量應用。

目前，無刷直流電機的研究主要集中在以下方面：

1.無機械式轉(zhuǎn)子位置傳感器控制。轉(zhuǎn)子位置傳感器是整個驅(qū)動系統(tǒng)中最為脆弱的部件，不僅增加了系統(tǒng)的成本和復雜性，而且降低系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力，同時還需要占據(jù)一定的空間位置。在很多應用場合，例如空調(diào)器和計算機外設(shè)都要求無刷直流電動機以無轉(zhuǎn)子位置傳感器方式運行。

2.轉(zhuǎn)矩脈動控制。存在轉(zhuǎn)矩脈動是無刷直流電動機的固有缺點，特別是隨著轉(zhuǎn)速升高，換相導致轉(zhuǎn)矩脈動加劇，并使平均轉(zhuǎn)矩顯著下降。減小轉(zhuǎn)矩脈動是提高無刷直流電動機性能的重要方面。

3.智能控制。隨著信息技術(shù)和控制理論的發(fā)展，在運動控制領(lǐng)域中，一個新的發(fā)展方向就是先進控制理論，尤其是智能控制理論的應用。目前，專家系統(tǒng)、模糊邏輯控制和神經(jīng)網(wǎng)絡控制是三個最主要的理論和方法。其中，模糊控制是把一些具有模糊性的成熟經(jīng)驗和規(guī)則有機地融入到傳動控制策略當中，現(xiàn)已成功地應用到許多方面。隨著無刷直流電動機應用范圍的擴大，智能控制技術(shù)將受到更廣泛的重視。

總結(jié)：隨著人們生活水平的提高和現(xiàn)代化生產(chǎn)、辦公自動化的發(fā)展，家用電器、工業(yè)機器人等設(shè)備都越來越趨向于高效率化、小型化及高智能化，作為執(zhí)行元件的重要組成部分，電機必須具有精度高、速度快、效率高等特點，無刷直流電機的應用也因此而迅速增長。現(xiàn)階段，雖然各種交流電動機和直流電動機在傳動應用中占主導地位，但無刷直流電動機正受到普遍的關(guān)注。

參考文獻：

【1】全.電動機原理與實用技術(shù).北京:科學出版社，2005

【2】唐蘇亞.我國電動自行車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀.電機技術(shù)，2004

永磁傳動技術(shù)論文范文第5篇

關(guān)鍵字：曳引機；永磁同步

無齒輪永磁同步曳引機，它安裝在電梯機房內(nèi)或電梯井道內(nèi)，一般在建筑物頂層之上或井道內(nèi)部，是電梯的動力裝置，由主機直接帶動繩輪，無減速箱裝置。永磁同步曳引機是將無軸承技術(shù)運用到永磁同步曳引機上的新型無軸承電動機，本身具有低速大轉(zhuǎn)矩、節(jié)省能源、體積小、低速運行平穩(wěn)、噪聲低、免維護等優(yōu)點，越來越引起電梯行業(yè)的廣泛關(guān)注，近年來，電梯行業(yè)許多廠家紛紛開展無齒輪永磁同步曳引機的開發(fā)研制工作。目前在中國電梯市場上，無齒輪永磁同步曳引機其發(fā)展勢頭非常迅猛。伴隨著電梯市場的競爭和技術(shù)競爭，必將進一步促進無齒輪永磁同步曳引機技術(shù)及其應用的發(fā)展。

以下就人們所關(guān)心的曳引機安全性、永磁體失磁、驅(qū)動及控制裝置等關(guān)鍵問題進行分析探討。

1.無齒輪永磁同步曳引機優(yōu)勢

無齒輪永磁同步無齒曳引機與傳統(tǒng)的蝸輪、蝸桿傳動的曳引機相比具有如下優(yōu)點：

（1）無齒輪永磁同步無齒曳引機是直接驅(qū)動，沒有蝸輪、蝸桿傳動副，永磁同步電機沒有作異步電機所需非常占地方的定子線圈，所以可以做到體積小和重量輕。

（2）由于采用了永磁同步電機直接驅(qū)動（沒有蝸輪蝸桿傳動副）其傳動效率可以提高20%～30%。

（3）無齒輪永磁同步無齒曳引機由于不存在一個異步電機在高速運行時軸承所發(fā)生的噪聲和不存在蝸輪蝸桿副接觸傳動時所發(fā)生噪聲，所以整機噪聲可降低5～10db（A）。

（4）從永磁同步電機工作原理可知其勵磁是由永磁鐵來實現(xiàn)的，不需要定子額外提供勵磁電流，因而電機的功率因數(shù)可以達到很高（理論上可以達到1）。

（5）無齒輪永磁同步無齒曳引機由于不存在齒廓磨損問題和不需要定期更換油，因此其使用壽命長，

2、無齒輪永磁同步曳引機結(jié)構(gòu)設(shè)計

無齒輪永磁同步曳引機的結(jié)構(gòu)形式可以分為徑向磁場結(jié)構(gòu)和軸向磁場結(jié)構(gòu)。徑向磁場結(jié)構(gòu)按定子和轉(zhuǎn)子的相對位置不同，又可分為內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。軸向磁場結(jié)構(gòu)又稱盤式（或碟式）結(jié)構(gòu)，不同結(jié)構(gòu)形式的曳引機應有和場合不同，其磁場分布形式也不同。內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)承載能力強，適于大載重量、高速電梯，一般多用于高層住宅和辦公樓，外轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)軸向尺寸相對較小，可用于小機房或無機房電梯應用場合，但其載重量受到限制，而盤式結(jié)構(gòu)曳引機軸向尺寸更小，可直接安裝于電梯井道中，最適于無機房電梯使用。

3、無齒輪永磁同步曳引機的安全可靠性

（1）永磁體失磁（不可逆退磁）問題

永磁同步曳引機中采用的永磁材料為高性能釹鐵硼永磁材料，釹鐵硼永磁材料要發(fā)生不可逆退磁，需同時滿足以下兩個條件：①永磁材料處在一定的高溫下，在該溫度下，材料的退磁曲線由常溫下的直線變?yōu)榍�線，即退磁曲線發(fā)生彎曲。當外加磁勢取消后，永磁體工作點將沿著與退磁曲線平行的回復線移動，永磁體發(fā)生了不可逆退磁。

為保證永磁同步曳引機在實際運行中不發(fā)生失磁（不可逆退磁），一方面在設(shè)計中考慮永磁體尺寸選擇和繞組匝數(shù)的選擇時，要確保永磁體工作點在最惡劣工況下亦有較高的數(shù)值（遠大于拐點）。選擇的永磁材料具有良好的抗高溫特性，在正常使用條件下，其退磁曲線始終為直線；另一方面在永磁同步曳引機繞組中予埋有熱敏電阻，當溫度達到100℃時，可通過熱敏電阻監(jiān)控器使曳引機暫停工作。通過上述措施可確保永磁同步曳引機的永磁體在電梯運行中（包括最惡劣情況下）不會發(fā)生失磁。

（2）自發(fā)電式能耗制動

當曳引機斷電時，控制系統(tǒng)可將曳引機定子繞組短接，如果此時曳引機制動器發(fā)生失效（斷電后未能下閘），電梯將發(fā)生自由“溜車”現(xiàn)象。由于永磁體的存在，曳引機定子繞組中將感應出發(fā)電制動電流，該制動電流所產(chǎn)生的制動轉(zhuǎn)矩阻止曳引機的“溜車”運動，“溜車”速度越快，制動電流越大，所產(chǎn)生的制動轉(zhuǎn)矩越大，在發(fā)電制動轉(zhuǎn)矩作用下，曳引機的“溜車”速度將限制在較小速度下保持勻速運行，不會發(fā)生危險。這與傳統(tǒng)的有齒輪曳引機相比更加安全。

4、無齒輪永磁同步曳引機機驅(qū)動裝置

WYT系列無齒輪永磁同步曳引機具有優(yōu)良的低速、大轉(zhuǎn)矩特性，能較好地滿足電梯曳引要求，這種性能的實現(xiàn)還必須基于與之配套的驅(qū)動裝置的良好性能和良好匹配性。

由于無齒輪曳引機的轉(zhuǎn)速較低（1m/s曳引機額定轉(zhuǎn)速96r/min），為了保證驅(qū)動裝置速度反饋的精度，要求用于速度檢測的編碼器具有較高的精度，一般情況下最低4096P/N，最好選擇8K-10KP/N編碼器或具有同等解析度的正、余弦編碼器，這對于無齒輪曳引機獲得良好的調(diào)速性能是至關(guān)重要的。由于無齒輪曳引機沒有反向自鎖力，在起動時容易發(fā)生溜車現(xiàn)象，使電梯起動舒適感變壞，需要負載檢測裝置進行補償控制，使曳引機在制動器打開之前就輸出和當前負載相對應的轉(zhuǎn)矩，這樣在制動器打開后就不會溜車，使起動舒適感得到保證。

5、無齒輪永磁同步曳引機現(xiàn)場應用情況