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磁力耦合器在电机节能系统上的应用分析

 

一:电机节能原理
 永磁涡流调速传动装置,它是一种新型的电机节能调速设备,可降低离心式负载设备的能耗和减少设备和维护的费用。和大多数调速传动装置一样,磁力耦合器是在满足负载需要的情况下减速运行,而不是让负载全速运行。
  与同类产品不同的是,磁力耦合器使电机与工作机间没有机械式连接,消除了谐波导致的电源质量问题和未精确校准而引起的振动问题。所有这些问题都是使用变频器时常遇到的问题。
  在磁力耦合器内,连接输出端的永磁体与电机端带有电磁电荷面连接被以毫米为单位的气隙隔离,当电机转动磁力耦合器时,两个平面在磁场的作用下转动负载。当负载所需功率发生变化,气隙也随之改变,使负载在电机保持恒定转速的情况下调速运行。
  新节能技术的最大挑战是让市场了解到磁力耦合器带来的长期效益。
二:调速传动装置的市场
  根据能源部对调速传动装置调查的推算,调速传动市场至少有数亿元的市场潜力。调查报告显示任何承受至少30%的可变负载的工业电机应用通过使用调速传动装置节约的能耗就能购买调速传动装置,符合这一条件的占市场的25%。有大概9%的电机使用调速传动装置。这百分之九仅仅是1.6亿元的市场份额可以作为公司的竞争目标。但更大的市场是剩下的16%,那些没有使用传动调速装置的用户。
  另外,因为磁力耦合器可以节约能耗,维护,设备投资和改善电源质量,公司相信一些用户可以发现在10%~15%可变负载的应用中使用磁力耦合器非常经济。磁力耦合器本身的特性是让电机以额定占速运行,变化传输到负载端的扭矩,而不是给电机调速,使磁力耦合器最适合应用在大功率离心式机械设备上如风机,水泵,离心机等,有数亿元的潜在市场。
三:磁力耦合器的投资效益分析
  与其它节能技术一样,磁力耦合器推广的最大困难是潜在用户缺乏对磁力耦合器带来的长期效益缺乏意识。尽管磁力耦合器针对中小功率应用的初期费用昂贵但它的长期效益是最大的卖点。在大功率应用上磁力耦合器费用有绝对的竞争力。
  在过去几年我们一直用使用周期成本分析,当你看更长的使用周期你需要知道节能以外的优势,像是电力和人工成本会发生什么样的变化。客户需要将这些放到的净现值。在很多行业,许多公司并未看的很远。
  在一项调查中,有10人购买了磁力耦合器,还有5人没有选择磁力耦合器。调查结果显示几乎所有人都首先考虑到初期成本而为考虑长期成本。结果显示运用新技术的风险要超过磁力耦合器带来的低维护成本。尽管这样,有5人还是购买了第二台磁力耦合器,5名为购买者中有4名透露了如果有足够的资金他们还是希望购买磁力耦合器的。
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               图:磁力耦合器现场运行图及运转特性曲线
四:磁力耦合器与变频调速技术的对比
  在一些行业大家都很了解调速装置的经济性,但在一些场合并不能被应用。磁力耦合器将进入此类市场。公司最近从半导体制造商收到一些大订单,他们的工厂不能安装变频器因为变频器产生的谐波会影响电子设备。
  此外,变频器的复杂控制系统需要置放在干净的空调机房中。磁力耦合器对置放环境没有要求,但需要装在电机与负载间,所以在改造项目中如果电机和负载很难被移动,安装磁力耦合器会增加难度和成本。但公司会发挥创造力去安装设备。
  Oregon州立大学的教授, Alan Wallace, 几年前做过一项实验,显示将小功率的磁力耦合器与变频器对比,变频器更节能,但将负载调到最大负荷时磁力耦合器更节能。Energy Ideas Clearinghouse  的资深工程师及电机专家, Johnny Douglass, 说磁力耦合器在接近额定功率的时候节能效果很有可能超过变频器,特别是磁力耦合器专注的大功率设备中,因为所有变频器都有一些固定的能量损失。
五:磁力耦合器的市场进展
  一项根据2002年提供的数据,对磁力耦合器的评估报告总结到磁力耦合器的市场份额在逐渐增强,但不足以吸引电力公司给这项技术激励性的补助。尽管电力公司的补助项目还有6-9个月才开始,我们已经专注在目标市场上获得一个强大的立足点。