（山西临汾热电有限公司 山西临汾 041000）
摘要：永磁调速系统是通过铜导体和永磁体之间的气隙实现由电动机到负载的转矩传输，它解决了旋转负载系统的对中、软启动、减震、调速、及过载保护等问题。该技术现已在各行各业获得了广泛的应用。本文通过某电厂永磁调速技术的利用，重点分析了该技术的工作原理以及与变频调速的经济、技术对比。
关键词：永磁调速、循环泵、节能
1.永磁调速系统构成与工作原理
永磁磁力耦合调速驱动(PMD)是通过铜导体和永磁体之间的气隙实现由电动机到负载的转矩传输。该技术实现了在驱动（电动机）和被驱动（负载）侧没有机械链接。其工作原理是一端稀有金属氧化物硼铁钕永磁体和另一端感应磁场相互作用产生转矩，通过调节永磁体和导体之间的气隙就可以控制传递的转矩，从而实现负载速度调节。调速机构也就是永磁调速器的气隙调节装置一般安装在输出轴上，用来调节中间间隙的大小[1]。
PMD主要由导体转子、永磁转子和控制器三部分组成。导体转子固定在电动机轴上，永磁转子固定在负载转轴上，导体转子和永磁转子之间有间隙（称为气隙）。这样电动机和负载由原来的硬（机械）链接转变为软（磁）链接，通过调节永磁体和导体之间的气隙就可实现负载轴上的输出转矩变化，从而实现负载转速变化。
2.永磁调速器与变频器在电厂的应用分析与比较
在实际应用当中，永磁变速器与变频器在电厂的应用越来越广泛，在节能减排的任务中发挥了重要的作用。二者在改变发电机的输出的作用中，各种各的工作特点。永磁调速器具有高效节能，软启动，安装方便维护简单，不产生谐波的优点，同时因为是纯机械构造不用电，所以结构较小，适用于环境较为复杂的地区；变频器也具有节能的作用，但在实际使用过程中，经常遇到变频器谐波干扰问题，影响各种电气设备的正常工作，同时会产生机械振动、噪声和过电压等现象。
3.永磁调速系统的实践应用
3.1 现场调查
临汾热电辅机循环水系统共配有3台循环泵，实现系统冷却用水的功能。循环泵常年工频运行，且绝大多数时间非满载运行，特别是冬季环境温度相对非常低，依靠环境较低的温度来自然冷却用水效果明显，辅机循环水泵承受负荷相对较低。然而电机一直处于工频运行，没有任何调速装置，导致大量能源的浪费。以下为现场数据统计：
通过以上数据可以看出，辅机循环水泵出口压力为0.37MPa，汽机房处压力为0.32MPa，而夏季和冬季汽机房处压力达到约0.24MPa和0.21MPa即可满足生产要求，所以辅机循环水泵出口压力约有20%至30%的调节空间；但目前实际上辅机循环水泵一直满负荷运行，采用调节阀门进行流量压力控制，必将造成大量电能浪费在阀门处，并且产生振动较大，损坏负载和电机，降低设备使用寿命。
3.2 方案确定
在本次应用中，由于厂区没有额外空间用来设立变频器机房，所以无法采用变频器调速；永磁调速器结构简单，占用空闲小，仅需在电机原有基础上进行微调即可安装使用，无需额外单独设立房间和任何配套设施，并且改造过程中工程量小，改造时间短，无硬机械连接，可以大大降低设备故障率，保护电机和负载，延长设备使用寿命。
3.3设备参数及选型
设备参数：
3.4改造内容
用永磁调速器代替原来运转系统中的联轴器，安装在电机与水泵之间；新增红外温度传感器、速度传感器、电动执行器等设备，控制系统接入现有的DCS系统，并通过DCS逻辑实现设备的启停、速度调整、压力自动/手动调整，以及堵转保护、高温保护等功能，并配备相应的报警信号和参数指示功能。
4.经济性分析
通过对比改造前后消耗功率的变化，可以看出辅机循环水泵电机永磁改造使得辅机循环水泵的功耗大幅下降，达到了良好的节能效果。下表为辅机循环水泵永磁调速改造后的试验数据，其中#1#2泵为工频运行，#3泵为永磁调速运行。通过实验数据可以看出，单台泵运行时，辅机水泵最小节电量达到28.3%，两台泵运行时，辅机水泵最小节电量达到17.8%。
5.结论
通过上述分析，与高压变频器相比，永磁调速器具有结构简单、性能可靠等优点。改造后，循环水泵实现了转速调节、压力自动控制，从而节省了大量电能，提高了水泵的运行效率，实现了辅机循环水系统的长周期、安全、稳定运行。同时减少了设备震动，安装方式简单，工程量明显较少，只需要在电机与负载之间留出适当距离，使永磁调速器成为目前电厂节能减排的良好方式。
参考文献
[1]王旭,王大志.永磁调速器的磁路结构设计[J].电气传动,2011,41(10):55..
[2]刘国华,王向东.永磁调速器在电厂灰浆泵系统中的应用及节能分析[J].电力设备,2008,10(10):34-36.
论文作者:原路安
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/19
标签：永磁论文; 调速器论文; 水泵论文; 负载论文; 辅机论文; 变频器论文; 转子论文; 《电力设备》2017年第15期论文;