冶金企业风机永磁调速改造

【摘要】本文主要论述了永磁调速技术的原理及实际使用情况，分析了该技术的特点，列出

风机调速改造前后的对比，总结出该技术具有高可靠性、高效节能、低故障率、可在恶劣环境
下运行、无刚性连接、减少风机系统维护、减少风机系统振动和延长设备适用寿命等特点。

 

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　　【关键词】永磁调速；节能；风机；相似定律

 

　　前言

 

　　当前在冶金行业中，风机类离心负载占了很大一部分比例，而在风机系统中，特别是
一些大功率风机，大部分时间都不是运行在最佳工作点，设备运行大部分也是手动操作，
存在相当大的改造和节能空间，设备和系统运行中存在着以下诸多问题，亟待更完善的调
速设备来实现系统的调速节能且避免不必要的副作用。

 

　　

1）流量通过挡板调节，工作效率低，能量损失大； 

　　

2）风机与电机之间为硬联结：振动相互传递，相互影响，振动大； 

　　

3）电机带负载启动，启动电流大，时间长，对电网有冲击； 

　　

4）风门挡板磨损严重，增加系统故障率和维护成本。 

　　针对风机类离心负载调速节能，永磁调速是一个不错的选择。它具有高可靠性、高效节
能、低故障率、可在恶劣环境下运行、无刚性连接、减少风机系统维护、减少风机系统振动和延
长设备适用寿命等特点。特别是永磁调速在运行中不产生高次谐波的优良调速特性而使该技
术成为风机类设备节能技术改造的首选。

 

　　

1、永磁调速的结构组成及工作原理 

　　

1.1 永磁调速器 

　　永磁调速器是通过气隙来传递扭矩的设备，所以电机与负载之间没有机械性连接，电
动机旋转时带动导磁盘在永磁盘产生的磁场中切割磁力线，这样就在导磁盘中产生了涡电
流，进而产生感应磁场形成强力磁转矩，拉动永磁盘产生相对运动，从而实现电机与负载
之间的柔性传动。

 

　　其基本结构如下：

 

　　

1）永磁转子：内嵌永磁体（强力稀土磁铁）的铝盘，连接于负载轴；2）导磁转子：

导磁盘，与电动机轴连接；

3）气隙调节机构：调节永磁盘与导磁盘之间气隙大小的设备。 

　　永磁调速的工作原理基于楞次定律：当磁体

N 极靠近导体板时，在导体板上会产生一

个与

N 极磁场来抵抗磁体 N 极接近的磁场，该磁场由逆时针旋转的感应电流所产生，这就

是著名的楞次定律。同理当磁体

N 极平行与导体板移动时，导体板上会产生抵抗磁体 N 极

前进的磁场，即产生两个相反方向的磁场，在前进的磁体

N 极前方产生 N 极磁场阻碍磁体

前进，在前进的磁体

N 极后方产生 S 极磁场吸引磁铁棒向后，并且磁体和导体板距离越近

时，导体板上阻碍磁体相对运动的力量越大。

 

　　

1）对于磁体和导体板，静止不动时不起作用；2）当有相对运动时，导体板中会产生

涡电流，从而产生感应磁场，进而产生扭矩；

3）和两者之间的相对距离和相对运动有密切

关系，越远离时，磁力线密度越松散，感应效应越弱，扭矩越小；相对运动越慢，转差越
小，产生扭矩越小；反之亦然；

4）永磁调速器通过气隙调节机构使永磁转子与导磁转子之

间的气隙改变，即改变磁场的耦合度，进而改变磁转矩和负载转速。气隙越小，磁转矩越大，
负载转速越高，反之亦然。

 

　　

1.2 永磁调速系统 

　　永磁调速系统一般由负载、电机和永磁调速器三部分组成，永磁调速器的永磁体和负载
连接，永磁调速器的导磁体和电机连接，这两个设备之间的气隙通过一个执行器来进行调