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[摘 要] 国内的电机的调速方式一般都是依靠变频器来实现的,变频器的工作环境要求很高,参数设置复雜,维修困难给变频器的用户带来了很多的不便利。变频调速技术依然存在一些迫切需要解决的问题。为增强调速的稳定性、可靠性、安全性,同时降低运营成本,提出磁力耦合器应用到电动机调速中去,实现电动机调速平滑过渡,进而达到优化配置整个电力系统,对其进行深入研究具有重要的理论意义。本文从论述了磁力耦合器来实现调速,分别与变频器经济性、稳定性、可靠性进行对比,从而选择最佳的调速方式。
[关键词] 变频器 磁力耦合器 经济性 可靠性
中图分类号TM32 文献标识码A 文章
首先,从经济性阐述
随着自动化程度越来越高,变频器被广大的领域应用。由于变频器安装环境的需求,所以使用的环境也带来了很大的限制。变频器与设备之间电缆不能超过50米,很容易形成尖峰电压,造成设备的损坏并且对电网也有很大的污染。通常消除變频的的尖峰电压是通过进线滤波电容、出口电抗器、尖峰电压吸收器来完成的。以笔者的企业为例,锅炉引风机引用的高压变频器来调节锅炉引风机风量的大小的,由于厂区的地理环境限制,硫铵与灰库和变频器配电室距离不到50米。硫铵的腐蚀性气体和粉尘对模块的电路板造成很大的损坏,再加上空水冷来降低IGBT的温度根本满足不了,造成了几次锅炉停车的事故,直接经济损失达到数千万。为了改善变频器的温度和粉尘污染问题,不得不投入了空调和正压通风装置。从上述的附属设施配电室、空调、正通风装置等,对用户又是一个不小的投资。
磁力耦合器是一个纯机械产品,没有工作环境的限制。更适合于易燃易爆的环境,由于磁力耦合器是通过磁场传递扭转的传动装置。电动机与负载转轴之间没有任何机械连接。当电机转动时,导磁转子上的铜质导磁盘钻有稀土材料制成的永磁转子所产生的强磁场中切割磁力线,从而在到磁盘中产生涡流,强大的涡电流在导磁转子与永磁转子的相对运动。通过调节到此转子与永磁转子之间的气隙,改变磁场的大小来实现扭矩传递及调速的功能。
磁力耦合器的稳定性和可靠性
磁力耦合器的稳定性和可靠性比变频器高,在大功率情况下尤其突出。在恶劣的工作环境中适应能力和免维护性能,是变频器所不具备的。与变频器相比,磁力耦合器能消除电机的谐波干扰,提高电机的工作效率。在电源不稳定的情况下,变频器可能无法工作,但是磁力耦合器不受影响。低转速时,变频器降低电机的转速,同时降低散热风扇的功率,造成电机过热。变频器因为谐波干扰问题,需要变频电机,造价高,磁力耦合器则无此问题。磁力耦合器能消除电机与负载之间的振动传递,比变频器维护和保养费用低,还能有效延长传动系统各主要部件(如轴承、密封等)寿命。安装过程中,磁力耦合器允许最大5mm的轴对心偏差,而变频器是不允许有偏差的。标准型耦合器具有固定的气隙。因电机与负载没有机械性连接,电机在启动时不需要克服负载惯性。随着电机转速的提高,传给负载的扭矩逐渐加大。当电机达到额定转速时,负载也随之逐渐加速到最大转速。实现了平稳的软启动。特有的缓冲启动功能大大地减少了峰值电流,缩短了浪涌时间。不仅能节约能源,还保护电机,延长电机寿命。
位
电机的启动扭矩是额定扭矩的150%,在30%的转速后,随着转速的增加扭矩可能会达到额定扭矩的200%。磁力耦合器可使电机在带动负载前迅速加速。在带动负载的时候电机会以最大的扭矩和加速度来带动负载。电机输出了更大的扭矩,所以在设计时可选择更小一号的电机。这样不仅能达到减少用电量的问题,而且使用更小的断路器,交流接触器和电缆减少了成本。在电机转速不变的情况下,磁力耦合器通过调节导磁转子与永磁转子间的距离实现负载的转速/流量/压力的连续控制,取代原系统中的阀门/风门挡板,减少了不必要的浪费在负载变化大的系统中,节能可达50%。
限矩
[关键词] 变频器 磁力耦合器 经济性 可靠性
中图分类号TM32 文献标识码A 文章
首先,从经济性阐述
随着自动化程度越来越高,变频器被广大的领域应用。由于变频器安装环境的需求,所以使用的环境也带来了很大的限制。变频器与设备之间电缆不能超过50米,很容易形成尖峰电压,造成设备的损坏并且对电网也有很大的污染。通常消除變频的的尖峰电压是通过进线滤波电容、出口电抗器、尖峰电压吸收器来完成的。以笔者的企业为例,锅炉引风机引用的高压变频器来调节锅炉引风机风量的大小的,由于厂区的地理环境限制,硫铵与灰库和变频器配电室距离不到50米。硫铵的腐蚀性气体和粉尘对模块的电路板造成很大的损坏,再加上空水冷来降低IGBT的温度根本满足不了,造成了几次锅炉停车的事故,直接经济损失达到数千万。为了改善变频器的温度和粉尘污染问题,不得不投入了空调和正压通风装置。从上述的附属设施配电室、空调、正通风装置等,对用户又是一个不小的投资。
磁力耦合器是一个纯机械产品,没有工作环境的限制。更适合于易燃易爆的环境,由于磁力耦合器是通过磁场传递扭转的传动装置。电动机与负载转轴之间没有任何机械连接。当电机转动时,导磁转子上的铜质导磁盘钻有稀土材料制成的永磁转子所产生的强磁场中切割磁力线,从而在到磁盘中产生涡流,强大的涡电流在导磁转子与永磁转子的相对运动。通过调节到此转子与永磁转子之间的气隙,改变磁场的大小来实现扭矩传递及调速的功能。
磁力耦合器的稳定性和可靠性
磁力耦合器的稳定性和可靠性比变频器高,在大功率情况下尤其突出。在恶劣的工作环境中适应能力和免维护性能,是变频器所不具备的。与变频器相比,磁力耦合器能消除电机的谐波干扰,提高电机的工作效率。在电源不稳定的情况下,变频器可能无法工作,但是磁力耦合器不受影响。低转速时,变频器降低电机的转速,同时降低散热风扇的功率,造成电机过热。变频器因为谐波干扰问题,需要变频电机,造价高,磁力耦合器则无此问题。磁力耦合器能消除电机与负载之间的振动传递,比变频器维护和保养费用低,还能有效延长传动系统各主要部件(如轴承、密封等)寿命。安装过程中,磁力耦合器允许最大5mm的轴对心偏差,而变频器是不允许有偏差的。标准型耦合器具有固定的气隙。因电机与负载没有机械性连接,电机在启动时不需要克服负载惯性。随着电机转速的提高,传给负载的扭矩逐渐加大。当电机达到额定转速时,负载也随之逐渐加速到最大转速。实现了平稳的软启动。特有的缓冲启动功能大大地减少了峰值电流,缩短了浪涌时间。不仅能节约能源,还保护电机,延长电机寿命。
位
电机的启动扭矩是额定扭矩的150%,在30%的转速后,随着转速的增加扭矩可能会达到额定扭矩的200%。磁力耦合器可使电机在带动负载前迅速加速。在带动负载的时候电机会以最大的扭矩和加速度来带动负载。电机输出了更大的扭矩,所以在设计时可选择更小一号的电机。这样不仅能达到减少用电量的问题,而且使用更小的断路器,交流接触器和电缆减少了成本。在电机转速不变的情况下,磁力耦合器通过调节导磁转子与永磁转子间的距离实现负载的转速/流量/压力的连续控制,取代原系统中的阀门/风门挡板,减少了不必要的浪费在负载变化大的系统中,节能可达50%。
限矩