永磁偶合器調(diào)速與高壓變頻調(diào)速的比較

      一、背景

      為充分挖掘系統(tǒng)節(jié)能潛力，項(xiàng)目組對目前國內(nèi)各種類型企業(yè)主流的節(jié)能方式進(jìn)行了調(diào)研，現(xiàn)在主要是：電機(jī)和風(fēng)機(jī)、水泵所采用的調(diào)速方式大部分是高壓變頻調(diào)速器。由于高壓變頻調(diào)速器在生產(chǎn)運(yùn)行中對環(huán)境要求高，時(shí)間久會出現(xiàn)各種各樣類形的問題，尤其是高壓變頻設(shè)備故障時(shí)間與故障類型有不確定性，所以給企業(yè)生產(chǎn)上帶來嚴(yán)重隱患，直接影響了生產(chǎn)運(yùn)行的連續(xù)性、穩(wěn)定性以及可靠性；同樣企業(yè)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。企業(yè)為避免一些故障產(chǎn)生的損失，會停機(jī)檢修。但是這種做法治標(biāo)不治本。而永磁驅(qū)動技術(shù)是近年來國際上開發(fā)的一項(xiàng)突破性新技術(shù)，采用磁力非接觸傳遞扭矩，它具有高效節(jié)能、高可靠性、無剛性連接傳遞扭矩、可在惡劣環(huán)境下應(yīng)用、極大減少整體系統(tǒng)振動、減少系統(tǒng)維護(hù)和延長系統(tǒng)使用壽命等特點(diǎn)。尤其是其不產(chǎn)生高次諧波，且在低速運(yùn)行下不造成電機(jī)發(fā)熱的優(yōu)良調(diào)速特性更使其成為風(fēng)機(jī)及泵類設(shè)備節(jié)能技術(shù)改造比高壓變頻器有絕對的優(yōu)勢。

VS

      二、分析與比較
      1、系統(tǒng)的可靠性
      永磁偶合器
      永磁偶合器是通過氣隙傳遞扭矩的革命性傳動技術(shù)，是電機(jī)與負(fù)于負(fù)載設(shè)備傳軸之間無機(jī)械連接的純機(jī)械的產(chǎn)品，性能穩(wěn)定，設(shè)備帶緩沖的軟啟動-減少電機(jī)的沖擊電流，對供電電源沒有任何要求，且不會對電網(wǎng)產(chǎn)生諧波EMI干擾污染問題。偶合器延長設(shè)備使用壽命，通過美軍質(zhì)量檢驗(yàn)，容忍較大的對中誤差--具有免維護(hù)免軸承，減震效果好，無機(jī)械連接的扭矩傳遞，簡單體積小可靠安裝方便，同時(shí)具有節(jié)能率。 因?yàn)椴挥秒?，所以不存在電磁干擾問題。
      高壓變頻器
      盡管變頻器目前技術(shù)比較過關(guān)，但是作為一個高度復(fù)雜的電子設(shè)備而言，其運(yùn)行中故障的不可預(yù)見性、不確定性還是有目共睹的。首先對環(huán)境的要求十分苛刻，專用房間要密封、防塵，夏季要有空調(diào)來保持設(shè)備正常運(yùn)行所要求的溫度，輔助設(shè)施投入較大。其次對供電電源有一定的要求，電子設(shè)備易受電磁干擾會造成變頻器設(shè)備運(yùn)行的不可靠。同時(shí)在變頻器運(yùn)行時(shí)，對電源系統(tǒng)也會產(chǎn)生高次諧波污染，破壞電網(wǎng)的質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)甚至影響電子設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，需要用戶采用其他設(shè)備（濾波器）來消除。另外，由于采用變頻器時(shí)，電機(jī)與負(fù)載之間的軸連接是接觸式的，不具備減少軸承、密封損壞的優(yōu)點(diǎn)。
      2、長期運(yùn)行的穩(wěn)定性
      永磁偶合器
      永磁偶合器具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，一旦安裝完成投入使用，基本不受使用環(huán)境的干擾和影響，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。因?yàn)椴挥秒姡圆淮嬖陔姶鸥蓴_問題。由于采用永磁偶合器時(shí)，電機(jī)與負(fù)載之間的軸連接是非接觸式的，因此，負(fù)載的震動不會傳遞到電機(jī)上；也正是由于軸連接是非接觸式的，所以帶來了兩方面的好處，一是安裝時(shí)“對中”要求低；二是在長期運(yùn)行中不會產(chǎn)生因?yàn)橹苯拥妮S連接而帶來的軸承、密封的損壞，保證設(shè)備的使用。根據(jù)其他企業(yè)的使用情況（在美國的企業(yè)，其最長的連續(xù)使用時(shí)間已達(dá)六年，理論壽命30年），永磁偶合器表現(xiàn)了優(yōu)越的長期運(yùn)行穩(wěn)定性。而作為純機(jī)械設(shè)備，其可能的運(yùn)行故障是可預(yù)見的，不會因?yàn)橥话l(fā)故障而給用戶帶來措手不及的事故。
      高壓變頻器
      變頻器的核心是一個復(fù)雜的電子設(shè)備，安裝完成投入運(yùn)行后，易受使用環(huán)境的干擾和影響，難于保證其運(yùn)行穩(wěn)定可靠。根據(jù)多數(shù)企業(yè)的使用情況調(diào)查，變頻器在使用過程中，平均每年都要發(fā)生一次故障，長期運(yùn)行穩(wěn)定性很差。而作為復(fù)雜的電子設(shè)備，其運(yùn)行故障是不可預(yù)見的，它會因?yàn)橥话l(fā)故障而給用戶帶來措手不及的事故。
      3、初始安裝及日后的可維護(hù)性
      永磁偶合器
      結(jié)構(gòu)簡單，電機(jī)與負(fù)載的軸連接是非接觸式的，對中精度要求低，安裝調(diào)試快捷。由于是純機(jī)械設(shè)備，無復(fù)雜電子設(shè)備；經(jīng)簡單培訓(xùn)后，電廠的機(jī)務(wù)人員或電氣人員將會快速確定故障原因，并迅速自行解決故障，不必請專業(yè)公司的人來維修。其使用壽命可達(dá)30年。
      中壓變頻器
      變頻器是復(fù)雜的電子設(shè)備，一旦有電氣故障發(fā)生（經(jīng)常性的、不可預(yù)見性的），電廠的機(jī)務(wù)人員或電氣人員將難于快速確定故障原因，并涉及備件的更換，不可能迅速自行解決故障，只能由變頻器生產(chǎn)廠家或?qū)I(yè)的公司派人修理，難以保證快速修復(fù)，不影響生產(chǎn)。變頻器的使用壽命最長也不過7到10年。
      經(jīng)濟(jì)性分析

	對比類型	永磁偶合器	高壓變頻器	備注
1	初始投資	永磁偶合器的初始投資與變頻器的投資目前大致相同；	變頻器的初始投資與永磁偶合器的投資旗鼓相當(dāng)；
2	維護(hù)費(fèi)用	由于永磁偶合器基本上是免維護(hù)的，所以維護(hù)費(fèi)用幾乎為0；	平均每年都要有一次故障，每次的維護(hù)換件、人工費(fèi)用價(jià)值不菲。且由于其故障的不確定性，給生產(chǎn)造成的損失也更大。
3	人員成本費(fèi)用	不需要專人在現(xiàn)場看護(hù)，減少人員成本；	需要專人看護(hù)與記錄設(shè)備運(yùn)行狀況，預(yù)防故障，大大增加人員（1人或多人）成本；
4	故障造成的經(jīng)濟(jì)損失	盡管永磁偶合器與變頻器都是節(jié)能設(shè)備，但是，永磁偶合器是實(shí)實(shí)在在的讓用戶見到節(jié)能所帶來的效益，原因是它的平均無故障時(shí)間（MTBF）比變頻器要長很多，所以不會因?yàn)橐淮喂收纤斐傻臏p負(fù)荷發(fā)電，將節(jié)能所帶來的節(jié)能效益全部耗盡。	雖然變頻器也是節(jié)能設(shè)備，但是，變頻器卻不能實(shí)實(shí)在在的讓用戶見到節(jié)能所帶來的效益，原因是它的平均無故障時(shí)間（MTBF）太短，平均每年都會因?yàn)橐淮喂收隙斐蓽p負(fù)荷發(fā)電、增加油耗等損失將節(jié)能所帶來的經(jīng)濟(jì)效益全部耗盡（極有可能還要倒貼）。
5	維修備件費(fèi)用	因?yàn)橛来排己掀骰旧鲜敲饩S護(hù)，所以維修備件費(fèi)用也幾乎為0。	為了確保變頻器突發(fā)故障時(shí)生產(chǎn)不受影響，變頻器的備件通常要備的全一些，這樣就造成了資金的占用，而且由于故障的不確定性，經(jīng)常發(fā)生有的備件常年不用。由于電子元件有一定的時(shí)效性，所以過期的備件只能報(bào)廢，造成資金的浪費(fèi)。
結(jié)論	從前面的分析可以看出，無論是眼前的經(jīng)濟(jì)利益，還是從長遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)的回報(bào)角度來考慮，永磁偶合器都具有比變頻器優(yōu)越得多的經(jīng)濟(jì)性。

 

      三、結(jié)論

      無論是從經(jīng)濟(jì)效益還是從生產(chǎn)的安全穩(wěn)定性來看，采用調(diào)速型永磁偶合器調(diào)速方案具有高壓變頻器調(diào)速方案無可比擬的絕對優(yōu)勢，是國內(nèi)企業(yè)的最佳應(yīng)用選擇。