永磁涡流柔性传动节能技术

国内电机及负载长期低负荷运行，同时调节方式落后，运行效率比国外先进水平约低10%～20%，每年浪费电能约5000亿kWh，节电潜力巨大。另外大部分风机、水泵采用的是液力耦合器调速方式，机械效率仅为70%左右。永磁涡流柔性传动节能技术的节能效率在20%以上，自身不耗电，没有漏油污染，节电率可达20%以上，能在各种恶劣环境下稳定工作，使用寿命长达20 年。目前应用该技术可实现节能量25万tce/a，CO2减排约66万t/a。

四、技术内容

1.技术原理

该技术是应用永磁材料产生的磁力作用，实现力或者力矩无接触传递的一种新技术。负载和电机之间通过气隙相连接。该技术装置包括永磁磁力耦合器和永磁调速传动装置等，由于电机启动时不需要克服负载惯性，大大减小了峰值电流，缩短浪涌持续时间，从而节约能源，还大幅减少设备磨损，保证设备的可靠运转。其基本原理就是遵循楞次定律，具体表述为感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流磁通量的变化。感应传动气隙越小磁体与导体间感应越强，导体与磁体间感应力越大，扭矩传输效率可通过调整气隙来控制。

2.关键技术

（1）转速范围：0-3000r/min；

（2）适配电机功率：4.0-4000KW；

（3）调速范围：30%-99%；

（4）传递效率：96%-99%；

（5）节能效率：20%以上。

3.工艺流程

工艺流程见图1。

图1 工艺流程图

五、主要技术指标

1.转速范围：0-3000r/min；2.适配电机功率:4.0-4000KW；3.转矩范围：40-30000N·m；4.工作温度范围：-40℃-50℃；5.调速范围：30%-99%；6.传递效率：96%-99%；7.气隙调节范围：3mm-40mm；8.滑差率：1%-4%；9.安装精度：< 1 mm；10.节能效率：20%以上。

六、技术鉴定、获奖情况及应用现状

该技术已获得3项发明专利和19项实用新型专利，外观设计2项。2011年该技术通过省级新产品、新技术的鉴定。该技术已成功在鞍钢、宝钢及海华发电等企业应用。该技术匹配电机功率范围为4～3000kW，速度最高可达3600r/min，调速范围30%～99%，传递效率96%～99%，节能效率20%以上。

七、典型应用案例

典型案例1：中国石油炼化厂

技术提供单位：北京东方永传节能科技有限公司

建设规模：炼油装置鼓风机一台投入运行。建设条件：设备改造实施前广西石化加热炉风机，年挡板平均开度80%左右，年运行8000小时，耗电量为1，480，000度电。主要技改内容：在电机及风机之间加装永磁传动调速联轴系统，自动执行器及控制软件系统，实现后将传统的刚性传动改为了磁力柔性传动；使用执行器配合控制送风量以替代原有挡板控制方式，根据工艺的需求自动调整风机转速，使电机系统运行在最经济的工况下，该装置年耗电量大比例的下降，年节省电费近30万元，为该厂创作了经济价值。同时以柔性传动替代刚性传动降低了设备的震动及噪音，不仅将停车检修周期由原有的3个月延长至12个月，还为装置生产人员营造了更舒适的工作环境。设备投资额50万元，建设期3个月。使用永磁调速系统后该装置年节电量约为370000kWh，相当于节约116.37tce，减排CO2368t。投资回收期约20个月。

典型案例2：上海宝山钢铁股份有限公司钢管条钢事业部

技术提供单位：鞍山钦元节能设备制造有限公司

建设规模：电机功率为160kW，功率因数为0.83，风机在额定运行时，电机功率为132.8kW。主要技改内容：在宝山钢铁股份有限公司钢管条钢事业部电炉合金库除尘机上安装永磁涡流柔性调速装置，实时调节风机的运行转速。主要设备永磁涡流柔性调速装置。设备投资22万元，建设期约20天。每年可节省电能84.9万kWh（电机工作时间按300天计算），折297tce，年节能经济效益18.79万元，投资回收期约1.2年。

八、推广前景及节能减排潜力

全国各种风机、泵类约有4700万台，如果其中50%需要进行流量的调节，除了变频器调速、液力变扭器外，则还有25%的风机、泵类设备需要进行调速改造，在剩下的1175万台中如果有一半选择永磁传动调速的话，则有587.5万台市场规模，如果我们市场占有率按从2015年--2020年分别为0.1%、0.2%、0.4%，平均功率按315kW计算，平均节电15%，年设备运行按7000小时计算，则2015、2017、2020年的节能潜力分别为：2015年，19.5亿度，折合78万tce，CO2减排194.4万t；2017年，39亿度，折合156万tce，CO2减排388.8万t；2020年，60亿度，折合200万tce，CO2减排528万t。

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