（中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司 山西省 030001）
摘要：从当前的情况分析，环境污染和能源短缺是人类在发展过程中出现的两个严峻的问题，一些节能环保的设备和技术在应用的过程中也受到非常多的重视和关注。尤其是在一些电厂、化工等耗能比较严重的行业，永磁调速器是这些年以来节能技术当中的一项创新技术，主要是使用在泵类、风机的离心负载调速节能方面。本文主要探讨分析电厂风机永磁调速节能技术，以供参考。
关键词：电厂风机；永磁调速；节能
1 永磁调速器的结构及原理
永磁调速设备主要是由四个部分组成的，分别是：气隙执行结构、永磁转子、导体转子，以及转轴连接壳和紧缩盘。首先，气隙执行结构的作用主要是对磁盘与导磁板之间的气隙距离进行一定的调节；其次，永磁转子主要是一种铝盘，这个铝盘上镶有永磁体，其作用主要是连接相关的负载；其三，导体转子本质是导体磁盘，其主要作用是连接电机轴；其四，转轴连接壳与紧缩盘的主要是指紧缩盘装置和电机，其存在的作用也主要是负责连接相关的负载。导体，转子和电动机之间的转速是相同的，在运行的时候保持不变，利用调节气隙的变化来改变相关的负载着上面的转矩的变化，因为输出矩形的变化从而带动负载转速的变化。在导体转子在旋转运行的时候，会造成相应的永磁转子相对与导体转子产生相对运动现象，从而在气隙之间相应的磁场也会产生一定的感应电流，所产生的感应电流就会促使磁场中的导体转子呈现出受力现象。此外，如果在一定的反作用力的影响下，永磁转子就会顺着与转子一致的方向做出旋转运动，产生的结果是附出现一定的扭距，从而可以带动负载进行旋转。综上所述，运用以上原理对所气隙进行有效的调节便可以有效控制、调节和重复负载发转速。
2 永磁调速器在电场中的应用
2.1 在引风机上的应用
在永磁调速器的设备中负载周和电动机轴之间长度往往会产生有一定的距离，通常来说这个距离和长度，是完全能够不必在以前的设备上作出改动的，只要在当中设置一段专用的轴连接就可以了。从工程角度上面比较简单。只要求把原来的引风机的液压耦合装置变成永磁调速器就可以了。为了让自动控制得以实现，需要把原来用于液压耦合器开度调节的控制信号直接连接到永磁调速设备当中，这样就可以通过plc对是系统进行控制，并且可以和dcs接口进行连接，做好自动控制和远程操作的硬件准备。从当前的角度分析，机组运行的过程中引风机入口的挡板会完全开启，在工况变化的时候，因为调节作用，会有一定的节能效果，然而在机械控制的过程中，液压耦合器在运行的时候往往会产生震动的情况，另外液压耦合器相对而言也比较复杂，造成维护过程中出现一定的困难，液压耦合器的传递介质发热比较厉害，而且传递的效率比较低下。固件容易出现损坏，正运行的过程中会有很大的成本增加，但是节能效果却不好。
2.2 永磁调速器的节能分析
2.2.1 阀门调节方式耗能分析
依照风机系统在设计当中的原则，为了确保负荷最大的时候，风机及风机系统可以达到输出的具体要求。对流量和压力进行控制的最典型方法是采取风门挡板或者是阀门风机系统的效率，是由电机的效率、转速压力控制装置的效率、调节流量的效率、风机的效率及输出管道的效率共同决定的，当其他的效率都处于恒定状态时，系统的总效率往往是由调节流量转速或者压力的控制装置效率来决定的。
因为阀门或者风门挡板时，利用对开度的调节来满足输出流量或压力调节的要求，电机和负载转，转速方面没有出现变化，依照相似定律，输出功率不会由于阀门开度情况的变化而出现相应要变化，当阀门或风门挡板的开度小于百分之一百或者是调节器不是直通型的时候，流体通过阀门或者风门挡板的时候会出现很大的能量消耗，在此过程中，阀门或风门挡板的两端也会出现非常大的压力差，尤其是在风门输出端的压力不断增高的情况下，会造成风机运转点偏离最佳效率点的情况，阀门开度在减小的时候，电机输出效率不会跟着出现减小，所以出现非常大的能源浪费情况。
2.2.2 采用永磁调速改造的系统耗能分析。
利用流体力学的相关原理，我们可以知道通过感应电机的方法进行驱动的离心式负载，轴功率P和流量Q，压力H之间的公式关系是：P=Q×H，当电机的转速从n1向n2进行转变的时候，流量Q、风压H、轴功率P与转速出现的关系如下面的公式所示：
从中可以发现流量Q以及电机的转速还有l呈现的是正比的关系，但是，风压是和转速的二次方呈现出正比的关系，轴功率P和转速的立方呈现出正比的关系。
2.2.3 从风机的运行曲线来分析采用永磁调速后的节能效果
离心式风机的性能情况还有管网特性曲线如图2所示。
图2 某型离心式风机性能及管网特性曲线
其中，n1、n2表示的是不同的转速情况下风机的性能曲线，R1、R2表示的是在调节过程中前后管网显示的特性曲线；Q表示的是流量；H表示的是压力。风机运行的过程中，工作点主要是风机的性能曲线以及管网特性曲线出现的交点。
从图2中我们可以清楚的发现，当输出的压力和流量减小的时候，根据离心负载的相似定律，电动机的功率会出现急剧下降的情况，对能源的需求控制有非常大的节能空间。若是出现输出流量需求，和满负荷相比降低20%的情况，输出压力降低到满负荷的36%，那么能源的需求量也下降了将近50%，若是忽略掉调速装置的能耗情况，节能效率能够达到50%。在进行实际运行的过程中，系统可以调节的空间一般情况下是流量满足的同时还需要对系统的压力是否可以达到要求进行分析，利用统计发现离心式风机类负载利用调速控制能够达到20%到50%的节能效果。
结束语
永磁调速器能够很好的处理掉系统负载当中的软启动、过载保护以及减震等诸多问题，而且永磁调速器可以适应一些湿度相对比较大而且有一大量粉尘的环境，与此同时机械的操作和安装也非常简单，占用的空间也比较小，同时对永磁调速器的存在并不会很大程度地影响整个机械系统的其他部件，永磁调速器的有效应用能够切实明显地节约电能，与国节能减排的具体要求相一致。
参考文献：
张利民，康博. 永磁调速技术的特点及其在发电厂中的应用[J]. 电子制作，2014（21）：240-241.
论文作者:张子昂
论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期
论文发表时间:2017/12/6
标签：永磁论文; 调速器论文; 风机论文; 转子论文; 转速论文; 负载论文; 效率论文; 《电力设备》2017年第23期论文;