永磁涡流柔性传动装置在除尘风机系统上的应用分析

电工技术 · 理论与实践 永磁涡流柔性传动装置在除尘风机系统上的应用分析 王 丹 福建三安钢铁有 限公 司，分析永磁调速装置的特点以及在除尘风机系统改造项目应用方案和效果分析 关键词：拟将现有液力耦合器更换成永磁涡流柔性传动 调速装置，通过改变风机转速的调节方式，2 风机调速节能原理 在常见的离心式负载系统运行时，图中的阴影部分表示的就是风机调速所节约的功率。

电工技术 · 理论与实践 永磁涡流柔性传动装置在除尘风机系统上的应用分析 王 丹 福建三安钢铁有 限公 司，福建 泉州I 摘要 ：分析永磁调速装置的特点以及在除尘风机系统改造项目应用方案和效果分析 关键词 ：永磁 传动 ：除尘风机 ：节能 中图分类号：TH132 文献标识码 ：A 文章编号 ：1002—1388(2015)06．0255．02 1 项 目概况 本除尘风机系统共有两台风机 (800kW) ，组成一个主 风管道后，为三台除尘器进行供风。目前两台风机均己安装 调速型液力耦合器，一般运行在高、低速两个状态。但是液 力耦合器传递效率较低 (节能较小) ，运行过程中漏油及维 护量较大等，拟将现有液力耦合器更换成永磁涡流柔性传动 调速装置。通过改变风机转速的调节方式，在降低压力的同 时减小风量，此时风机效率仍然在高效点运行，可达到既节 约电能又不影响系统运行的目的。 2 风机调速节能原理 在常见的离心式负载系统运行时，为满足工艺的要求需 要调节阀门开度 ，这时风机转速保持不变 (一般为额定转 速) ，其实质是改变管路特性曲线的位置来改变风机的工况 点。如图 1所示，A 为风机平衡工况点 ( 也称工作点) ，对 应效率 rl a。

欲减小流量，可将转速降低，此时工况点为 C， 对应效率 f1 c，风机仍处于高效区内。如果采用阀门节流的 方法来调节，则工况点为 B，对应效率为 n b，风机的效率下 降。由此可见，在所需流量小于额定量的情况下，调速时的 压力 比阀门节流小，所 以调速所需的轴功率也比阀门节流 小，图中的阴影部分表示的就是风机调速所节约的功率。很 显然，与阀门节流相比，调速的节能效果很突出，风机的工 作效率更高。 为了节能降耗，可 以利用永磁涡流柔性传动节能技术对 风机进行节能改造。永磁涡流柔性传动调速装置可以很方便 地通过调节气隙的方式调整负载的速度，实现负载流量的调 整。根据离心式负载 “ 相似定律” ，流量的交化与速度的变 化成正比、而功率的变化与速度变化的立方成正比，虽然速 度、流量只是发生较小变化但功率却发生了较大变化，从而 实现了较大的节能效果。 3 永磁涡流柔性传动调速装置的技术特性 3．1 结构简单可靠 由导体转子和磁转子两部分构成，其中源动机侧电机轴 与永磁传动装置中导体转子相连，负载侧负载轴与永磁传动 装置中的永磁转子相连如图 2。调速装置是通过调节扭矩来 实现速度控制，电机输出到铜／铝导体盘的扭矩和永磁盘输 出到负载的扭矩是相等的。

这样，我们可以根据负载实际运 行过程中扭矩的大小来调整电机输出端扭矩。负载要求扭矩 小，电机输出扭矩小，相应输出功率也小。 3．2 容许偏心增大，减低振动，缓冲启动和过载保护 振动会导致转动设备出现很多故障，而大多数振动都是 由于轴心偏移导致。永磁涡流柔性传动调速装置通过气隙来 传递扭矩，没有直接的物理连接，从而对连接安装配合精度 要求大大降低、有效的降低了振动以及不会传递振动，对于 冲击型负载及有堵转可能的过程中具有滑差实现缓冲与 自 动保护功能，减少故障率。永磁传动装置还可以实现缓冲启 动，降低启动峰值，减少启动时间，实现频繁启动且节约能 源消耗 。 3．3 永磁涡流柔性传动装置不受电网质量的影响 只要有有效的能量使 电机转动，传动装置就可以工作。 同时，由于永磁传动装置本身为纯机械结构，除自身不用电 外，还不产生谐波和 电磁干扰等污染。 4 设备选型分析 液力耦合器运行时设备参数如下： 电机 铭牌数据 负载铭牌 数据 型号 - 6 型号 Y4— 配用电机 额定功率 8O0kW 轴功率 800kW 额定 电压 lOkV 额 定流量 42 万 】Il3／h 额定电流 57．4 额定压力 4． 额定转速 994r／min 额 定转速 990r／mi n 功率因数 0．85 工作效率 } 每天低速 ( 730r／min) 运行 5 小时，高速 ( 890r／mi n) 运行时间 19 小时 运行工况说 高速运行时 ( 890r／mi n) ：单台风量为 40 万m。

／h， 明 电机 电流 42A 低速运行时 ( 730r／min) ：单台风量为 24 万 m。／h， 电机 电流 30A 单位电价 0．55 元／kwh 根据现有 设备参 数和使 用工况确 定永磁 产 品选 型 ，参数如下： 1】 l『 H25o0 参数 额定功率 (kW) l 000 响应时间 1 秒 负载转速 950 环境温度 ( r pm) ( ℃ ) 50 额定扭矩 9034 噪音 (dB) ≤85 ( N—m) 线性峰值扭 10840 发热量 2％～4％ 矩 (N-m) 调速范围 ( ％) 30- 96 。冷却方式 水冷 尺寸 ( 单位： 532× 1120× 效率 ( ％) 96 mm) 1735 调节精度 (％) ≤1％ 估 重 (kg) 2300 5 安装方法 永磁涡流柔性传动调速装置是安装在 电机和负载之间 的设备，根据设备选型 的规格，将电机向后移动一 定的距离，按现场情况制作混凝土基础及连接底座，安装上 即可 。 6 控制方式 通过执行器来完成气隙的调整。根据工艺要求从负载上 取出流量或压力、液位等控制信号，送到 PLC 系统进行 PID 调节计算，发出 4~ 20mA 信号送到执行器，执行器产生机械 控制指令控制永磁涡流柔性传动调速装置的执行机构，改变 永磁盘和导体盘之间气隙的大小，从而改变负载的速度，实 现负载速度的变化。重复上述过程即可实现闭环控制。 2015 年 6 月下 255