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耦合器在風機和水泵上的應用
作者:admin 來源: 日期:2017-08-17 12:31:31 人氣:

    風機和水泵在各個部門使用廣泛,耗電量約占電力消耗的40%,且長期處于低負荷和變負荷運行狀況,節能潛力巨大。

    水泵風機具有巨大的節能潛力的原因是;  

    1. 由于管網的阻力很難****計算,并且考慮設備長期運行中的各種問題,通常在設備選用時,壓力和流量都增加了10%-15%的裕度,但風機、水泵的規格并不一定正好滿足選型要求,在此情況下設計者當然是往大的規格靠,因為如果選大的規格,當壓力流量富余時可通過慣性閥門控制,但流量揚程(壓力)參數不夠,則影響生產工藝,后果嚴重。故壓力和流量富余20%以上是常見的。

    2. 在生產過程中,用戶需要的流量和裝置的阻力是經常變化的,為適用壓力,流量的實際需要需進行調節, 調節的原理分為;

    改變管網特性曲線;即使用閥門或風門擋板節流,流體經過閥門或風門擋板會造成非常大的****損失,因為在閥門或風門擋板兩端產生很大的壓差,因此,閥門開度減小時,很多****被浪費掉。  改變負載特性曲線;其中改變負載轉速是****經濟的調節方法,調節轉速的方法分兩類,****類是改變原動機轉速,用直流電機,變頻交流電機均可達到此目的。****類是不改變原動機轉速而改變負載轉速的方法,可使用磁力耦合器和液力耦合器來實現。

    2.1永磁磁力驅動技術

    永磁驅動技術是以現代磁學的基本理論為基礎,應用永磁材料所產生的磁力作用來實現力或者力矩無接觸傳遞的一種新技術。實現這一技術的裝置稱為磁力耦合器、磁力聯軸器、磁力驅動器等等。  由于各種工業泵****薄弱的環節就是軸封的泄漏,因為即使是機械密封也存在3--8mL/h的泄漏,這對于一家擁有數千臺化工泵的大型化工企業來講,總的泄漏量是十分嚴重的,因此開發無泄漏的磁力驅動泵成為工業界的重大課題。1940年,英國人****解決了具有危險性介質化工泵的泄漏問題,解決的方法是用磁力驅動泵。在此后的30多年里永磁傳動技術由于磁性材料的原因進步十分緩慢。在70年代前,磁力驅動泵主要采用鐵氧體和鋁鎳鈷永磁材料,這些材料存在容易退磁、占用空間大、傳動效率低的缺點,使其在應用上受到限制。1983年高性能釹鐵硼永磁材料的問世,為磁力驅動泵的快速發展提供了關鍵部件的材料。人類對稀土的認識始于20世紀30年代,稀土是鑭系及與鑭系密切相關的鈧,鐿共17種元素,稀土永磁材料自20世紀60年代以來經歷了三代,由于一,二代稀土永磁材料均含66%以上的鈷,而鈷是昂貴的戰略物資,故人們一直尋找鈷的替代材料, 1983年,住友特殊金屬公司和通用汽車公司研制成功釹鐵硼永磁體,1993年,住友特殊金屬公司研制成世界****高磁能積的釹鐵硼永磁體,****大磁能積為54MGOe,近年來永磁驅動技術已從泵類向其他密封機械擴展,技術上集中于提高設備的可靠性、抗介質腐蝕新材料的研究,流體技術及制造裝配的精度。

    2.2磁力耦合器原理

    磁力耦合器是以法拉第電磁感應原理為基礎,應用高性能永磁材料產生的磁力作用來實現轉矩無接觸傳遞的一種技術。1831年,法拉第在發現電磁感應現象后不久,即發明了****臺****意義上的電機____法拉第圓盤發電機,它由一紫銅圓盤和馬蹄形磁鐵組成,在銅盤的邊緣和****各連接一電刷,用導線將電刷與用電器連接,當銅盤旋轉時.切割磁力線,電路中產生持續的電流.磁力耦合器也是基于這一原理,它由導體轉子和永磁轉子組成,分別與原動機和負載聯接。當原動機(如電機)拖動導體轉子旋轉,導體轉子與磁轉子產生相對運動,切割磁力線產生電流,從而產生磁力,帶動磁轉子旋轉,達到傳遞轉矩的目的。調節型磁力耦合器內部有齒輪、齒條、螺旋、渦輪、蝸桿等機構,可調節導體與磁塊的距離,改變磁場強弱。導體轉子與磁轉子的間隙越大則磁場越弱,傳遞的扭矩越小,負載的轉速越低,反之亦然。 2.3磁力耦合器的優缺點 優點 調速節能  可以根據現場的實際運行工況,通過調節磁力耦合器的空氣間隙,實現調速,由于離心泵、離心風機的功率與轉速的立方成正比,達到節能環保的目的。

    軟啟動

    減少電機啟動負載,電機啟動容易,啟動時間縮短。由于磁力耦合器的導體轉子在電機啟動瞬間,沒有切割磁力線,沒有感應磁場產生,因此銅轉子上沒有力矩,而導體轉子本身的轉動慣量又較小,所以電機等于近似地帶磁力耦合器的導體轉子空載啟動。電機直接驅動負載時,從電機啟動到負載啟動整個過程是一次完成的。加裝磁力耦合器傳動后,整個啟動過程變為兩個階段:****階段使電機先帶磁力耦合器的導體轉子啟動。****階段是磁力耦合器的導體轉子帶動永磁轉子全負荷啟動。因此整個啟動過程平穩,沖擊小。具有軟啟動/軟停機功能特點,可以****地降低電機的啟動電流、解決水錘現象。電機和水泵可以有選擇啟動和停止,大大提高系統啟停性能。

    減振

    由于主動件與從動件相互不接觸,沒有剛性連接,這樣負載側的振動就不會傳遞到電機側,電機側的振動也不會傳到負載側。割斷了振動的傳遞,降低系統的振動,實現工作機械的平穩運行。 過載保護  當負載突然超載卡住時,扭矩增大,當超過耦合器****大扭矩時, 導體轉子與磁轉子之間的滑差迅速增大,結束扭矩的傳遞,對負載和電機都起到了保護作用.  對環境****;由于電機未作任何改動,依舊是正弦波,故沒有高次諧波污染電網,由于主動、從動之間的扭矩傳遞依靠磁力實現,故無液力耦合器的漏油污染。 使用維護簡單;主機為純機械設備,結構簡單,操作簡便,維修容易。  可靠性高;除軸承、油封外無任何機械摩擦,使用壽命長,易損件只有軸承、油封。 缺點  輸出轉速恒低于輸入轉速,****高轉速為電機轉速的0.97倍。 在轉速低于80%額定轉速時,效率可能略低于變頻器。  在電機和負載之間需占約0.5(400KW以下)-1.8米(450-2400KW)的空間(磁力耦合器的寬度和高度小于電機),在舊設備節能改造時,電機需向后移位0.5-1.5米,增加費用,有時泵房的空間不夠,無法實現改造。

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