永磁调速器的应用前景分析

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     摘要：永磁调速器采用了纯机械机构，设备本身不耗电，具有软启动、隔离震动、零容忍误差、高效节能、安装简单等优点。通过调节导体转子和永磁转子之间的耦合面积，实现不同扭矩传递，降速节能。其已经广泛应用与电力、石化、污水处理等工业领域，本文主要介绍了永磁调速器的工作原理及应用前景分析。

　　钕磁铁(Neodymium magnet)这种永磁材料的出现，使永磁材料在性能上有了很大的提高。一种新的电机节能产品永磁调速器诞生，其适用于对风机和泵类离心负载调速节能。它具有高效节能、高可靠性、无刚性连接传递扭矩、可以恶劣环境中应用、极大的设备的整体振动、减少系统维护、延长设备使用寿命等特点。产品广泛应用与电力、石化、污水处理等工业领域。

图1永磁调速器基本结构

图2 永磁调速器工作原理

　　风机、水泵等离心负载符合相似定律：

　　Q2/Q1 = n2/n1 (流量变化与转速变化成正比)

　　H2/H1 = (n2/n1)2 (压力变化与转速变化的平方成正比)

　　P2/P1 = (n2/n1)3 (功率变化与转速变化的立方成正比)

图3 永磁调速器节能原理

　　永磁调速器的发展现状

　　永磁调速器在2008年左右由美国麦格纳公司传入中国，最初中国公司只代理麦格纳的产品，随后2010年，中国公司开始生产永磁传动产品。由于专利原因，中国人把磁铁装到筒壁上，其结构称筒式结构。麦格纳产品是把磁铁放到圆盘里面的，其称为盘式结构。麦格纳公司因诸多原因已经于2013年退出中国，目前国内没有真正意义的麦格纳产品。国内生产永磁传动产品有盘式和筒式两种。盘式产品是麦格纳的风格，筒式结构是中国人自己的结构。工作原理上，盘式是靠改变导磁体和永磁体的间隙改变转速的，筒式是靠导磁体和永磁体的耦合面积的大小来改变转速的。

　　筒式结构与盘式结构相比的优点

　　筒式结构和盘式结构相比，同功率情况下筒式结构重量更轻，体积更小。整体悬空重量距离重力的支点更近。由于筒式结构悬空距离小，相对于支撑轴承影响也小，可以使轴承的寿命更长。所以筒式和盘式相比使用寿命更长，维护量也小。它的优点包括：结构简单，部件数量少，故障点数少，功能可靠性高。功能相对齐全，可实现过载保护，轻载启动，离合器制动，调速等多种功能。基本上可以实现结构之间的无摩擦传动，并且使用寿命相对较长。它可以实现无泄漏传输的功能，适用于核电，化工和航空航天。永磁磁力驱动器不会污染环境。

　　永磁技术所存在的问题

　　永磁传动技术尚处于研发阶段，除磁力阀门和磁力泵等比较成熟的产品之外，永磁调速器还处于研发和推广阶段，使用这种产品的用户比较少，国内大部分厂家不敢轻易采用本产品。对永磁材料的整体性能要求也比较高，当永磁材料温度高于临界程度时，材料就会现不同程度的退磁现象。所以说永磁调速器在高温下工作不适宜。永磁调速过程中存在涡流损耗，并且还存在滑差损失，这就会导致永磁调速器热量过大，这就要求设备散热良好，否则就会产生高能热量，这将导致设备产生退磁现象。这是永磁调速器的一项重大缺陷。为了产品保质保量，转子式的永磁调速器通常都采用高级永磁材料制造，这种材料性能相对提高，但是造价成本比较高。涡流式的永磁调速器在使用永磁材料外，一般还会使用一部分其他贵金属材料制作而成，成本也比较高。很难参与到普通传动装置的竞争当中。对于永磁材料的处理，加工过程和装配过程都比较困难。稀土永磁材料也会随着时间的推移而出现退磁等现象。

　　永磁传动调速器的发展前景

　　永磁传动技术的发展起步较晚，同时发展时间相对较短，该技术在应用过程中还存在一定的问题。比如：部分性能不够完善;永磁传动装置制造相对困难，同时成本相对较高，性价比很低;永磁传动的很多设计目前仍处于理论研究程度，无法实现;永磁传动装置设计缺乏有效的完善的设计方式，需要不断实践总结;磁路设计方面，永磁装置中多体渐变技术尚未充分应用;永磁磁场计算精度有待提高。随着时代的发展，世界环境保护、能源节约备受关注。能够有效提升能源利用率，开发新能源，并且保护环境成为当代科学研究的重点方向。永磁传动技术在节约能源和危险介质防泄漏、减少污染方面具有突出表现，必然适应时代发展，取得更多的研究成果，广泛应用到各行各业。新型磁性材料的不断涌现，高性能材料将大大提升永磁性能，在很多基于永磁原理而产生的科技中，必然成为一项光明前景的新科研内容。

　　结论

　　永磁传动技术经过几十年的发展，取得了十分可喜的成绩，比如磁力联轴器在防止磁力泵泄漏中起着很重要作用。虽然目前永磁调速技术仍然存在大量缺陷，但不妨碍永磁调速技术的发展。永磁传动技术的各项优点在各个领域取得了一定成果，随着科技技术的不断进步永磁调速技术前景一片光明。