绕组式永磁耦合调速与高压变频调速效率比较.pdf

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1、船电技术

2、应用研究Vol.37No.112017.11绕组式永磁耦合调速与高压变频调速效率比较曹霆，徐国祥（国电江苏电力有限公司谏壁发电厂，江苏镇江212006）摘要：本文介绍了一种永磁耦合调速技术。提供了一种比较计算变频调速和永磁耦合调速效率的数学简化模型。按照该模型，很方便地计算出变频调速和永磁耦合调速的系统效率。以一个额定功率为1000kW的风机、泵类负载传动系统为例，得出了在10%~100%转速下，永磁耦合调速效率高于变频调速的结论。关键词：绕组式永磁耦合调速高压变频调速效率中图分类号：TM461文献标识码：A文章编号：10

3、03-4862（2017）11-0022-03EfficiencyAnalysisofWindingPermanent-magnetCouplingVSDComparedwithHigh-voltageVFDCaoTing,XuGuoxiang(GuoDianJianbiPowerPlant,Zhenjiang212006,Jiangsu,China)Abstract:Thispaperintroducesthewindingpermanent-magnetcouplingVSD,andprovidesasimplifiedmath

4、ematicalmodeltocalculatetheefficiencyofthewindingpermanent-magnetcouplingVSDaswellasthatofthehigh-voltageVFD.Asanexample,thepaperpresentsefficiencycomparisonofthistwokindofdrivingsystemsbasedonthesimplifiedmodelofa1000kWfanorwaterpumpregulator.Theconclusionisthattheeff

5、iciencyofthewindingpermanent-magnetcouplingVSDishigherthanthatofthehigh-voltageVFD,underthespeedof10%～100%.Keywords:windingpermanent-magnetcouplingVSD;high-voltageVFD;efficiency变频调速作理论上的分析，从而指导用户的选择0引言应用。随着我国经济转型的不断深化，节能减排具1绕组式永磁调速技术介绍有越来越重要的社会效益、经济效益，甚至具有重要的政治意义。我国总发电

6、量中，50%左右是按照绕组式永磁耦合调速结构示意图见图1。[1]消耗在风机、泵类负载上。风机、泵类负载最轴一为原动轴，永磁体固定在原动轴上，随原动节能的运行方式是调速运行。目前最常见的调速机一起转动。轴二为负载轴，绕组固定在负载轴技术是变频和液偶。两者相比较，液偶的可靠性上，负载轴与原动轴之间有气隙。负载轴上装设比较高，而且不存在谐波污染；变频器的效率高。有集电环，用于导出绕组上的转差功率（表现为近两年国内出现一种永磁耦合调速技术，它电压和电流）。电动机起动后，装在原动轴上的永具有谐波污染少、可靠性高的优点，而效率远比磁体随原动轴一

7、起旋转，产生旋转磁场，切割负液偶高。根据用户使用情况来看，有些工况下其载轴上的绕组，在绕组内产生感应电动势。若绕节电率甚至比变频器还要高。由于永磁耦合调速组是一个闭合的回路，则在闭合的绕组回路内产技术应用还不是很广泛，因此有必要将它与高压生感应电流，感应电流和原动轴上的永磁磁场相互作用，驱动负载轴转动。转子绕组通过集电环与控制器相连，控制器调节绕组内感应电流的大收稿日期：2017-10-15作者简介：曹霆（1979-），男，工程师。研究方向：电小，从而改变扭矩的大小，实现调速功能。转差厂设备管理。功率通过变流回馈到电网，达到更加节能

8、的目的。22Vol.37No.112017.11船电技术

9、应用研究2效率计算数学模型PN1000P===1051.5kW（7）1η95.1%2.1变频器效率计算模型总损耗为：Σ=-=ρPP1051.51000-=51.5kW（8）1N额定不变损耗和额定可变损耗分别为：ρρ=Σ×=×=40%51.540%20.6kW（9）feNρρ=Σ×=×=60%51.560%30.9kW（10）cuN在任意负载下，铁耗与频率的1.3次方成正[3-4]比，铜耗与电流的平方成正比。由于两种调速方式下，电机的运行机理不一样，损耗的计算也不一样。对于永磁

10、耦合调速，电机速度恒定，铁1-永磁体，2-轴一，3-外壳，4-绕组转子铁芯，5-绕组，耗不变。而电流大致与输出功率成正比，因此铜6-电刷，7-集电环，8-轴二，9-气隙图1绕组式永磁耦合调速器结构示意图耗与输出功率标幺值的平方成正比。