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[摘 要]永磁调速技术是一种创新的节能技术，采用永磁材料利用非接触方式传递扭矩，通过调节铜转子和永磁转子间隙实现对水泵的无级调速，具有结构简单，环境适应性强，运行可靠性高，维护简便等特点。在水气厂一工业水场4#工业水泵的应用中，采用永磁调速技术进行变转速调节，实现了永磁调速方式调节替换恒速运行因不同水量需求以阀门开度或启停水泵来调节的方式。投运后运行调节稳定，节能效果显著。
[关键词]永磁调速； 工业水泵； 节能
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）48-0009-01
1 系统简介
水气厂一工业水场担负着乙烯厂区工业用水及消防用水的供给任务。一工业水场升压泵房有外送水泵7台，全部为双吸离心泵，其中4#工业水泵14SH-9A型，流量1170m3/h，扬程65m，配JS138-4型三相异步电动机，电压6000V，额定功率300KW，额定电流34.4A。随着大庆石化乙烯装置的扩建，用水单位增多，外网压力波动频繁。外送供水量高峰期，需同时启3台水泵向管网供水；用水量低时，开2台水泵维持管网压力。供水不足或供水过剩的情况时有发生，用水高峰期出现部分装置用量不足，而用水低谷期供水压力又过高，管网压力波动过于频繁，导致外送水管线经常局部损坏或承插口泄漏，水资源浪费严重。另外，频繁调节出口阀门开度控制，部分能量消耗在阀门的水头上，增大了水泵的能量损耗。手动启停高压电机，对电网冲击大，对电机损坏大，系统故障率增高。
2 永磁调速器技术原理
“永磁调速”技术是永磁调速驱动器透过气缝传递转矩，主要由铜转子、永磁转子和控制器三部分组成。铜转子固定在电动机轴上，永磁转子固定在负载转轴上，铜转子和永磁转子之间有间隙。电动机和负载由原来的硬连接转变为软连接，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，该涡电流在导磁盘上产生反感磁场，拉动导磁盘与磁盘的相对运动，通过调节啮合面积的大小来调节传递扭矩的大小，从而获得可调整、可控制的负荷转速，实现负荷转速的调节。在电机转速不变的情况下控制水泵的输出压力和流量。解决了旋转负载系统对软启动、减震、调速及过载保护等问题。使永磁磁力传动的传动效率大大提高（最高98.5%）。
3 4#工业水永磁调速改造实施
4#工业水泵保持现有的电机和水泵型号不变，将电机和泵体之间的刚性联轴器改为永磁调速器（AL-TMH-490型），出口阀门全部打开。新增PLC控制柜及电动执行机构。4#工业水泵的启停 “手动”和“自动”2种控制模式。水泵转速根据母管的压力，由永动调节磁调速器控制，压力传感器将压力信号，送入PLC控制柜，控制系统对信号进行识别和转换后，产生一个操作指令，由电动执行器来调节导磁体和永磁体之间的啮合面大小，对水泵进行转速控制，使水泵运行的转速随流量的变化而变化，控制压力的连续稳定。当PLC控制系统出现故障，仍可手动控制水泵转速。
4 永磁调速器的性能特点
永磁调速器具有转速调节平稳、环境适应性强、延长电机寿命、日常检修维护工作量小的特点
4.1 转速调节平稳
永磁调速器本身带电机执行器，根据信号的大小，自动调整工业水泵的转速。可在30%-98.5%流量范围内对工业水泵无级调速，转速调整平稳、调速范围广，完全能满足系统运行的要求。
4.2 环境适应性强
永磁调速器基本不受环境温度和湿度影响，能够在一50～+80℃、相对湿度0～100%环境下工作。运行现场环境温度大约40℃。
4.3 零负载启动，延长电机寿命
永磁调速的电机启动时，负载可以完全断开，实现零负载启动，电机转速很快达到全速，负载平滑启动，启动时间短，启动冲击小、无谐波，使得绕组、铁芯发热量减少，减缓了绝缘老化速度，延长了电机使用寿命，且管路压力平稳增加。
4.4 日常检修维护工作量小，费用低
永磁调速器日常维护每3个月进行一次，对轴承、机械调速机构加润滑脂润滑。永磁调速系统几乎不受工况影响，能有效降低振动，故障率低，维修技术要求不高，节省了大量的备件及修理费。
5 改造后的节能效果
5.2 振动数据及分析。
表1是4#工业水泵调速运行时各轴承处的振动实测值，1470rpm数据是4#工业水泵永磁调速改造前各轴承处振动实测值。由于用永磁调速器取代了原来的刚性联轴器，将原来的一个长轴变成了两个互不相连的短轴，这样泵体侧的振动就不会传递到高压电机侧。实测数据表明，改造后，4#工业水泵振值比改造前大幅度降低。振值为改造前的41% ～70%
6 结束语
4#工业水泵永磁调速技术改造投用后，运行调节平稳，转速控制简单，节能效果明显满足系统运行要求。
参考文献
[1] 赵克中.磁力驱动技术与设备[M].北京：化工工業出版社，2003：25-28.
[2] 翟德双.永磁调速器在凝结水泵上的节能改造运用[J].北京：中国电力，2012，（7）：45-48.
[关键词]永磁调速； 工业水泵； 节能
中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）48-0009-01
1 系统简介
水气厂一工业水场担负着乙烯厂区工业用水及消防用水的供给任务。一工业水场升压泵房有外送水泵7台，全部为双吸离心泵，其中4#工业水泵14SH-9A型，流量1170m3/h，扬程65m，配JS138-4型三相异步电动机，电压6000V，额定功率300KW，额定电流34.4A。随着大庆石化乙烯装置的扩建，用水单位增多，外网压力波动频繁。外送供水量高峰期，需同时启3台水泵向管网供水；用水量低时，开2台水泵维持管网压力。供水不足或供水过剩的情况时有发生，用水高峰期出现部分装置用量不足，而用水低谷期供水压力又过高，管网压力波动过于频繁，导致外送水管线经常局部损坏或承插口泄漏，水资源浪费严重。另外，频繁调节出口阀门开度控制，部分能量消耗在阀门的水头上，增大了水泵的能量损耗。手动启停高压电机，对电网冲击大，对电机损坏大，系统故障率增高。
2 永磁调速器技术原理
“永磁调速”技术是永磁调速驱动器透过气缝传递转矩，主要由铜转子、永磁转子和控制器三部分组成。铜转子固定在电动机轴上，永磁转子固定在负载转轴上，铜转子和永磁转子之间有间隙。电动机和负载由原来的硬连接转变为软连接，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，该涡电流在导磁盘上产生反感磁场，拉动导磁盘与磁盘的相对运动，通过调节啮合面积的大小来调节传递扭矩的大小，从而获得可调整、可控制的负荷转速，实现负荷转速的调节。在电机转速不变的情况下控制水泵的输出压力和流量。解决了旋转负载系统对软启动、减震、调速及过载保护等问题。使永磁磁力传动的传动效率大大提高（最高98.5%）。
3 4#工业水永磁调速改造实施
4#工业水泵保持现有的电机和水泵型号不变，将电机和泵体之间的刚性联轴器改为永磁调速器（AL-TMH-490型），出口阀门全部打开。新增PLC控制柜及电动执行机构。4#工业水泵的启停 “手动”和“自动”2种控制模式。水泵转速根据母管的压力，由永动调节磁调速器控制，压力传感器将压力信号，送入PLC控制柜，控制系统对信号进行识别和转换后，产生一个操作指令，由电动执行器来调节导磁体和永磁体之间的啮合面大小，对水泵进行转速控制，使水泵运行的转速随流量的变化而变化，控制压力的连续稳定。当PLC控制系统出现故障，仍可手动控制水泵转速。
4 永磁调速器的性能特点
永磁调速器具有转速调节平稳、环境适应性强、延长电机寿命、日常检修维护工作量小的特点
4.1 转速调节平稳
永磁调速器本身带电机执行器，根据信号的大小，自动调整工业水泵的转速。可在30%-98.5%流量范围内对工业水泵无级调速，转速调整平稳、调速范围广，完全能满足系统运行的要求。
4.2 环境适应性强
永磁调速器基本不受环境温度和湿度影响，能够在一50～+80℃、相对湿度0～100%环境下工作。运行现场环境温度大约40℃。
4.3 零负载启动，延长电机寿命
永磁调速的电机启动时，负载可以完全断开，实现零负载启动，电机转速很快达到全速，负载平滑启动，启动时间短，启动冲击小、无谐波，使得绕组、铁芯发热量减少，减缓了绝缘老化速度，延长了电机使用寿命，且管路压力平稳增加。
4.4 日常检修维护工作量小，费用低
永磁调速器日常维护每3个月进行一次，对轴承、机械调速机构加润滑脂润滑。永磁调速系统几乎不受工况影响，能有效降低振动，故障率低，维修技术要求不高，节省了大量的备件及修理费。
5 改造后的节能效果
5.2 振动数据及分析。
表1是4#工业水泵调速运行时各轴承处的振动实测值，1470rpm数据是4#工业水泵永磁调速改造前各轴承处振动实测值。由于用永磁调速器取代了原来的刚性联轴器，将原来的一个长轴变成了两个互不相连的短轴，这样泵体侧的振动就不会传递到高压电机侧。实测数据表明，改造后，4#工业水泵振值比改造前大幅度降低。振值为改造前的41% ～70%
6 结束语
4#工业水泵永磁调速技术改造投用后，运行调节平稳，转速控制简单，节能效果明显满足系统运行要求。
参考文献
[1] 赵克中.磁力驱动技术与设备[M].北京：化工工業出版社，2003：25-28.
[2] 翟德双.永磁调速器在凝结水泵上的节能改造运用[J].北京：中国电力，2012，（7）：45-48.