产品展示

麦福斯永磁传动器


麦福斯永磁偶合器MAC-C14392572638125563.png

永磁偶合技术

通过气隙传递扭距的革命性传动技术

●电机与负载设备转轴之间无机械连接         

●导磁盘与强力永磁铁的磁盘因切割磁力线产生涡电流(Eddy Current

涡电流在导磁盘上产生反感磁场,实现了电机与负载之间的转扭传输

永磁偶合器特点

●带缓冲的软启动-减少电机的冲击电流,延长设备的使用寿命

●容忍较大的安装对中误差-大大简化了安装调试过程

●过载保护功能-提高了整个电机驱动系统的可靠性

●免维护-无轴承,不需要润滑油或打油脂,无磨耗件,无材质劣化

●使用寿命长-简单/可靠

●减振效果好-无机械连接的转扭传递

●结构简单-适应各种恶劣环境,不产生污染物符合绿色产品

●无谐波-无EMI干扰问题

●体积小,安装方面-可方便的对现有系统进行改造或用在新建系统

●节能效果显著-可调节气隙改变转速,节能率达到5%-50%

 

系统构成与工作原理

永磁偶合是通过导体盘永磁体之间的气隙实现由电动机到负载的矩传输。该技术实现了驱动(电动机)和被驱动(负载)之间没有机械连接。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距。

由下图所示,永磁偶合器主要由导体转子和永磁转子二部分组成。导体转子固定在电机轴上,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)连接转变为软(磁)连接。

磁感应是通过磁体和导体之间的相对运动产生的,也就是说,永磁偶合器的输出转速始终都比输入转速小,转速差称为滑差。典型情况下,在电动机满转时,永磁偶合器的滑差在1%-4%之间。

永磁偶合器能显著改善系统运行特性。在启动负载之前永磁偶合器驱动电机空载启动,不仅降低了电动机的启动电流和减少对电动机的热冲击负荷及对电网的影响,从而节约电能并延长电动机的工作寿命,而且极为有效的减小了启动时传动系统对胶带的破坏性张力,消除了输送机启动时产生的振荡,还能大幅度减轻传动系统本身所受到的启动冲击,延长胶带、托辊等关键部件的使用寿命,保证了设备安全可靠运行,有效地降低了设备维修及故障时间成本。

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永磁偶合器可靠性高,设备结构简单,故障率低。适应各种恶劣环境,如电网电压波动较大,谐波含量较高,易燃、易爆、潮湿,粉尘含量高,高温、低温等场所。使用寿命长,设计寿命30年。特别是永磁偶合器为机械式装置,几乎与电力无关,当电力质量很差时,如电压波动、电力谐波、闪变、跌落、短时间断电、雷击、浪涌等,这些因素对电子或电气装置往往是致命的。采用永磁偶合器既不会因为电力质量造成损坏,也不会造成停机。永磁偶合器对环境友好,不产生污染物,不产生谐波。

产品规格

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麦福斯永磁调速器MAC-D

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14392574117389479.png永磁调速技术

通过气隙传递扭距的革命性传动技术

●电机(主动转子)与负载设备(从动转子)之间无机械连接  

●导磁盘与强力永磁铁的磁盘因切割磁力线产生涡电流(Eddy Current

涡电流在导磁盘上产生反感磁场,实现了电机与负载之间的转扭传输


14392574411052015.png永磁调速技术,通过调节气隙的方式来调节水泵或风机转速,实现对流量压力的连续控制,取代传统的控制阀门或风门挡板开度的方式。

电机输出转矩=负载设备所需的转矩

风机或水泵等离心负载符合相似定律

转矩变化与转速变化的平方成正比T1/T2=n1/n22

功率=T×ω(转矩×转速

电机输出功率与负载设备的转速比的平方成正比:p1/p2=n1/n22

14392574877721403.png永磁调速器特点

●无极平滑调速,实现高效节能。

●简单,可靠(机械结构,无需电源)

●带缓冲轻载启动(大幅度降低启动过程的冲击电流)

●过载保护功能,不怕堵转与脉冲,提高整个电机驱动系统的可靠性

●无谐波(不影响其它电气设备,不影响电力质量)


基本原理

14392575182479276.png永磁调速器MAC-是通过气隙传递扭距的革命性传动技术,电机与负载设备之间无机械连接,电机旋转时带动主动转子使装有强力稀土永磁的转盘与装有非铁导体盘之间相对运动切割磁力线,从而产生涡电流进而产生感应磁场,来拉动从动转子旋转,实现电动与负载之间的无接触的矩传递。主动转子离从动转子越近,切割磁力线产生的磁场越强,驱动负载的转矩就大,负载转速也越高,最高可达到电机转速的98%;反之,主动转子离从动转子越远,切割磁力线产生的磁场越弱,驱动负载的转矩就小,负载转速也越低。

产品结构

永磁调速器MAC由三部分组成:

主动转子与电机相连;

●从动转子与负载相连;

●机械调速机构,调整气隙的机构;

技术创新

麦福斯永磁调速研发团队持续对产品进行研发、改良、不满足现状,持续创新,坚持质量。

率先突破导体盘状结构,改善涡电流分布情况,降低损耗,减少发热,更进一步的提升性能;采用创新专利导体合金材料,在不牺牲性能情况下大幅提高无极平滑调速的稳定度;舍弃散热鳍片结构,改用专利导风叶片,改善恼人的噪声问题,提升空冷型永磁调速器的散热效率,达到低噪声、高效率的最佳永磁调速器。

创新专利结构之优点:

●导体盘的磁通路径磁阻减少,导体盘的整体电感值增加

●拖出转矩值提高,往低转差区移动,得到更高效率的输出

●总导体电流量减少,发热量减少,可承受之负载提高

●T-N曲线特性优异,实现无极平滑调速,稳定不跳速

舍弃散热鳍片结构,改用专利导风叶片,改善恼人的噪声问题

提升空冷型永磁调速器的散热效率,达到低噪声、高效率的最佳永磁调速器。

永磁调速器自动控制和闭环控制

MAC永磁调速器采用配套技术成熟的电动或气动执行器,与机械调速机构相连,接收4-20mA的控制信号,调整MAC的气隙以在线调节负载的转速。控制信号由DCS系统或PLC控制箱提供实现远程控制或自动控制,也可以实现闭环控制。

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永磁调速器分类

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油冷型永磁调速器

对于超过400KW的泵和风机,永磁调速器在调速时所产生的热量,无法用空气冷却,需要液体冷却,我公司通过创新设计,采用稀油对永磁调速器进行冷却,同时对轴承也采用稀油润滑和冷却,提升永磁调速器的运行稳定性和可靠性。

14392575928617888.png油冷型永磁调速器结构特点

●整体化结构设计,安装简单;

轴承有独立的润滑和冷却;

●配套有推力轴承和独立的支撑;

●密封设计,无泄漏和噪音;

油冷型永磁调速器的优点

●调速更加平稳,调速范围广;

●冷却效果好,产品的使用范围广;

对永磁调速的冷却和润滑介质单一,维护简单;

对永磁调速器无腐蚀;

对轴承也采用稀油强制润滑和冷却,润滑和冷却效果好,提高轴承的寿命;

永磁调速器与其它调速产品比较表

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永磁产品核心卖点,为客户带来的价值

我国是能耗大国,能源利用率较低且储备不足,节能降耗已成为全社会关注的重点。电机系统用电量约占全国用电量的60%,其中风机、泵类、压缩机和空调制冷机的用电量分别占全国用电量的10.4%、20.9%、9.4%和6%。电机系统量大面广,节电潜力巨大。全国现有各类电机系统总装机容量约4.2亿千瓦,运行效率比国外先进水平低10~20个百分点,相当于每年浪费电能约1500亿千瓦时

电动机及被带动设备效率低,电动机、风机、泵等设备陈旧落后.效率比国外先进水平低2-5个百分点;系统匹配不合理,"大马拉小车现象严重,设备长期低负荷运行;系统调节方式落后,大部分风机、泵类采用机械节流方式调节,效率比调速方式约低30 以上。

在过去几年中,调速节能市场保持着12%~20%的增长在未来可望会有 20% 以上的持续高速增长。

1) 核心卖点一:纯机械构造,不用电,安全可靠

永磁耦合器 是通过铜/铝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的装置,可实现电动机和负载间无机械链接的传动方式。其主要结构为:

永磁转子组件,由若干稀土永磁体组成,连接于负载侧。

/铝导体转子组件,连接于电机侧。

永磁调速器 则是具备调整气隙的机构及其执行器可在线随时调整气隙达到调整负载设备的输出转速达到调速节能的目的。

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由于电机旋转时,带动铜盘在磁盘所产生的强磁场中切割磁力线,因而在铜盘中产生涡流电流,该涡流电流反过来在铜盘周围产生反感磁场,阻止铜盘与磁盘的相对运动,从而实现了电机与负载之间的扭矩传输。电机与负载之间的扭矩传输,不同于常规的机械连接方式,是通过气隙连接的,它不仅可以通过调整气隙实现转速调整,还带来很多其它调速方式所不具备的优点。

1) 核心卖点二:最简单、可靠的调速节能装置

永磁调速器是通过调节扭矩来实现速度控制,电机输出到铜/铝导体转子的扭矩和永磁转子输出到负载的扭矩是相等的。这样,我们可以根据负载实际运行过程中扭矩的大小来调整电机输出端扭矩。负载要求扭矩小,电机输出扭矩小,相应输出功率也小。

(功率 = 扭矩 x 转速)

永磁调速器可以通过调节铜盘和磁盘之间的气隙来改变电机与负载之间的转速差,从而实现调速:在电机转速不变的情况下,调节风机或水泵的转速,从而管网的压力或者流量就会变化,来满足实际工况的需要。

2)  核心卖点三:延长设备使用寿命

减低振动和容许偏心

80%以上的转动设备都是由于振动而出现故障的,大多数的振动都是因为轴心偏移,另外是由于设备的不平衡和共振。振动会破坏密封圈的弹力,升高轴承和设备的温度。永磁耦合技术提供了一种最好的解决振动方法。永磁耦合技术减振的关键在于通过空气间隙传递扭矩,而没有直接的物理连接。空气间隙最小为1/8英寸 (3.175 mm)

偏心是安装和维修成本的主要原因。一般可允许的偏离为0.05 mm甚至更小,需要激光对心。永磁耦合技术允许0.75 mm的偏离而且没有振动,直接就可以进行对心安装。

冲击型负载和堵转自动保护

由于电机和负载的轴端没有直接的物理连接,振动不会传递,对于冲击型负载及有堵转可能的过程中具有通过滑差实现缓冲与自动保护功能故障大大减少。因此可以很简单的解决驱动系统的问题。

功率质量

永磁耦合技术不会受功率质量的影响,在功率质量很差或者在低压期间都可以工作。只要有有效的能量使电机转动,永磁耦合技术就可以工作。同时,永磁耦合技术也不会影响设备的功率质量。不会产生谐波,瞬时高压或者其他与功率质量有关的问题

 

3) 核心卖点四:最低拥有者总成本

拥有者总成本(投资效益)应关注以下几个环节的总和

初期投资(初购 + 改造/安装)

运行成本(自身耗电)

维护成本

停机成本, 环境成本(二次污染问题)

永磁产品竞争力(竞争者比较)

※ 几种传统调速方式与永磁调速的比较

串级调速  可以回收转差功率,但不适合于鼠笼型异步电机,必须更换电机;不能实现软起动,启动过程非常复杂;启动电流大;调速范围有限;响应慢,不易实现闭环控制;功率因数和效率低,并随转速的调低急剧下降;很难实现同PLCDCS等控制系统的配合,对提高装置的整体自动化程度和实现优化控制无益;同时因控制装置比较复杂、谐波污染大对电网有较大干扰;进一步限制了它的使用,属落后技术。

液力耦合器调速  属低效调速方式,调速范围有限,高速丢转约5%-10%,低速转差损耗大,最高可达额定功率的30%以上精度低、线性度差、响应慢,启动电流大,装置大,不适合改造;容易漏液、维护复杂、费用大,不能满足提高装置整体自动化水平的需要

变频调速  是目前应用比较普遍和相对先进的技术,采用电力电子技术来实现对电机的速度进行调节,可以有效根据实际工况来自动控制,可以实现一定的节能效果,但是设备易产生谐波,而且比较“娇贵”,对环境要求高、而且高压环境下故障率高,安全性差,需要专业人员维护,维护费用高。

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永磁调速十大优点

ü 节能 (可无级 0~98% 调整转速)

ü 简单 (构造简单,本身无需电源)

ü 可靠 (容易安装,不怕恶劣环境寿命长达 25 年以上)

ü 软启动 (电机完全在空载下启动, 大幅降低启动电流)

ü 不怕堵转, 不怕脉冲型负载 (保护电机, 机械密封,etc.)

ü 容忍对心误差, 隔离并减低振动

ü 延长设备寿命增长MTBF (故障周期), 减少维护需求

ü 无谐波 (不伤害电机, 不影响电网安全)

ü  EMI (电磁波干扰)

ü 降低拥有者总成本

 谐波对电网的危害

谐波因趋肤效应、电路中泄露电容、某次谐波电流过大等原因,使公用电网中的组件产生了附加的谐波损耗,降低发电、输电及用电设备的使用效率,大量的3次谐波流过中线时,会使线路过热甚至发生火灾。

谐波影响各种电气设备的正常工作。谐波对电机的影响除引起附加损耗外,还会产生机械振动、噪声和过电压,使变压器局部严重过热。谐波使电容器、电缆等设备过热、绝缘老化、寿命缩短以至损坏。

谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振,从而使谐波放大,这就使上述的危害大大增加,甚至引起严重事故。谐波会导致供电的安全性严重下降,导致备用发电机组不能带载,导致UPS在油机发电时不能与频率同步而使电池放电并停机。

谐波会导致继电保护和自动装置的误动作,并会使电气测量仪表计量不正确。

谐波会对邻近的通信系统产生干扰,轻者引进噪声,降低通信质量;重者导致信息丢失,使通信系统无法正常工作。

由于谐波电流的冲击,配电电路中的功率因素补偿电容经常爆炸,保护用的熔断器经常无故熔断,保护用的热继电器和空气开关经常跳闸,严重影响供电的安全。

当变频器启动时,能够产生很大的谐波干扰,影响其他设备。有时,变频器就是其自身的对手。一台变频器产生的谐波能够引起它旁边设备的故障。大多数变频器都有滤波器。滤波器能够吸收一些谐波,同时也有很多谐波没有被吸收而损害了附近的设备。另外,当电机远离驱动器时,破坏性的谐波会被增强。很多变频器的制造商都限制变频器与电机之间的距离为100公尺。大多数变频器的安装中都包括独立的变压器、暂态电压浪涌抑制、功率因数纠正器、线阻抗、电磁干扰滤波器以及其他辅助性装置。

 

永磁调速传动器产品:

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MaxForce麦福斯专利

 

美国专利:

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台湾专利:


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中国专利:

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