上海融南監(jiān)控設(shè)備廠
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上海融南監(jiān)控設(shè)備廠
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閱讀：2904發(fā)布時間：2013-8-9
1.簡介
永磁磁力驅(qū)動概念
永磁磁力驅(qū)動技術(shù)是以現(xiàn)代磁學(xué)的基本理論，應(yīng)用永磁材料所產(chǎn)生的磁力作用，來實現(xiàn)力或者力矩（功率）無接觸傳遞的一種新技術(shù)。實現(xiàn)這一技術(shù)的裝置稱為永磁磁力驅(qū)動器，或稱為永磁磁力傳動器、永磁磁力耦合器、永磁磁力聯(lián)軸器等。
1.1永磁磁力驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展史及現(xiàn)狀
1940年英國人Charles和Geoffrey Hwward解決了具有危險性介質(zhì)化工泵的泄漏問題，解決的方法是用磁力驅(qū)動泵。在以后30多年里永磁傳動技術(shù)由于磁性材料的原因進(jìn)步十分緩慢。1983年高性能釹鐵硼（NdFeB）永磁材料的問世，為磁力驅(qū)動泵的快速發(fā)展提供了關(guān)鍵部件的材料。近年來永磁傳動技術(shù)已從泵類向其它密封機(jī)械擴(kuò)展，技術(shù)上集中于提高設(shè)備的可靠性、抗介質(zhì)腐蝕新材料的研究，流體技術(shù)及制造裝配的精度。磁力泵代表著一個國家制造技術(shù)的水平，近年來工業(yè)發(fā)達(dá)國家的磁力泵在效率、壽命、制造周期、成本、可靠性等方面有了突破性的進(jìn)展。 1999年美國MagnaDrive公司對永磁傳動研究實現(xiàn)了革命性地突破，實現(xiàn)了對風(fēng)機(jī)水泵旋轉(zhuǎn)負(fù)載進(jìn)行調(diào)速，并將傳遞的功率大大提高，其緊湊型永磁磁力耦合器zui大功率可達(dá)5000hp。大大地提高了永磁傳動的傳動效率，全面地提高了電機(jī)系統(tǒng)的可靠性，顯著地降低了系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用。將永磁驅(qū)動技術(shù)開辟了更為廣泛的應(yīng)用。
1.2磁力驅(qū)動器的分類
1、根據(jù)磁力驅(qū)動器的耦合原理可以分為：同步式、渦流式、磁滯式三種。
同步式永磁磁力耦合器：若設(shè)主動件轉(zhuǎn)速為n1，從動件轉(zhuǎn)數(shù)為n2，傳遞的轉(zhuǎn)矩為T時，可傳遞的zui大轉(zhuǎn)矩為Tmax，永磁體的內(nèi)稟茭頑力為jHc1，在主從動兩部件中均采用永磁體，兩部件中的矯頑力均相等而且有足夠大時，此時n1=n2
渦流式永磁磁力耦合器。若主從動件，主動件為導(dǎo)電體，且電導(dǎo)率不等于0時，從動件為永磁體，此時稱該磁力驅(qū)動器為為渦流磁力驅(qū)動器。
磁滯式永磁磁力耦合器。如果主動件為磁滯材料，內(nèi)稟矯頑力為jHc1;從動件為永磁體，內(nèi)稟矯頑力為jHc2時;jHc1>jHc2;T
2、依據(jù)磁力驅(qū)動器傳遞運(yùn)動方式可分為：直線運(yùn)動、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動、復(fù)合運(yùn)動等。
直線運(yùn)動式永磁磁力耦合器：當(dāng)主動件作直線運(yùn)動時，從動件也作直線運(yùn)動。
旋轉(zhuǎn)運(yùn)動式永磁磁力耦合器：當(dāng)外磁轉(zhuǎn)子作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動時，內(nèi)磁轉(zhuǎn)子也作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動?！ ?br /> 復(fù)合運(yùn)動式永磁磁力耦合器：其主動件作直線加旋轉(zhuǎn)的復(fù)合運(yùn)動時，從動件也隨之作復(fù)合運(yùn)動。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但是其外形基本上與直線運(yùn)動式永磁磁力耦合器接近。
3、依據(jù)磁力驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)形式分為圓筒式和圓盤式兩種結(jié)構(gòu)
4、根據(jù)永磁磁力驅(qū)動器的布局分為間隙分散式和組合推拉式兩種。
2.同步式永磁磁力耦合器
2.1 簡介
同步式永磁傳動技術(shù)是將原動機(jī)的動力通過其軸上的外磁部件傳遞給工作軸上的內(nèi)磁部件，內(nèi)外磁部件由隔離罩分開，從而工作軸無須伸出所要封閉的空間，取消了動密封，實現(xiàn)無密封、零泄漏。該技術(shù)主要應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)、石油化工、醫(yī)藥、食品工業(yè)中的泵和壓縮機(jī)、攪拌機(jī)與閥門等。目前我國流體機(jī)械大量使用的傳統(tǒng)機(jī)械密封在國外的這些部門已逐漸被永磁傳動所取代。 永磁傳動即永磁聯(lián)軸器對于需要密封的機(jī)械，對有害、有毒、污染、危險、純凈、貴重的產(chǎn)品和生產(chǎn)過程是一zui安全解，它的應(yīng)用范圍很寬。現(xiàn)在主要的應(yīng)用產(chǎn)品有永磁磁力驅(qū)動離心泵、永磁磁力驅(qū)動齒輪泵、永磁磁力驅(qū)動真空動密封、永磁磁力驅(qū)動壓縮機(jī)、永磁磁力驅(qū)動攪拌反應(yīng)釜、磁力驅(qū)動液面檢測儀等等應(yīng)用很廣泛?？蓪⑤S傳遞動力的動密封轉(zhuǎn)化為靜密封，實現(xiàn)動力的零泄漏傳遞?？杀苊庹饎觽鬟f，實現(xiàn)工作機(jī)械的平穩(wěn)運(yùn)行。
2.2 同步式永磁磁力耦合器的特點(diǎn)
可實現(xiàn)工作機(jī)械運(yùn)行中的過載保護(hù)?！?br />與剛性聯(lián)軸器相比，安裝拆卸、調(diào)試、維修均較為方便
可凈化環(huán)境、消除污染，實現(xiàn)文明生產(chǎn)?！ ?br /> 2.3 同步式永磁磁力耦合器的不足
磁場的存在可干擾周圍環(huán)境。磁場在某一空間的存在干擾了周圍環(huán)境，使某些應(yīng)避免磁場干擾的儀器與設(shè)備的使用受到了限制?！ ?br />磁力驅(qū)動在起動過程中因產(chǎn)生滯后，因此在要求設(shè)備的使用上受到了限制。
磁力驅(qū)動器與接觸式密封裝置相比，效率相對降低?！ ?br />現(xiàn)在所傳遞的功率主要集中在小功率100kW以內(nèi)，國外有個別廠家傳遞功率可到350kW。
3.渦流式永磁磁力驅(qū)動器
3.1 渦流式永磁磁力耦合簡介
渦流式永磁磁力驅(qū)動技術(shù)首先由美國MagnaDrive公司在1999年獲得了突破性的發(fā)展。該驅(qū)動方式與傳統(tǒng)的同步式永磁磁力驅(qū)動技術(shù)有很大的區(qū)別，其主要的貢獻(xiàn)是將永磁驅(qū)動技術(shù)的應(yīng)用大大拓寬。它不解決密封的問題，但是它解決了旋轉(zhuǎn)負(fù)載系統(tǒng)的對中、軟啟動、減震、調(diào)速、及過載保護(hù)等問題，并且使永磁磁力驅(qū)動的傳動效率大大提高，可達(dá)到98.5%。該技術(shù)現(xiàn)已在各行各業(yè)獲得了廣泛的應(yīng)用。該技術(shù)將對傳統(tǒng)的傳動技術(shù)帶來了嶄新的概念，必將為傳動領(lǐng)域帶來一場新的革命。
為了更好地了解該技術(shù)的情況，將美國MagnaDrive公司做一個簡單的介紹。 MagnaDrive公司成立于1999年，致力于永磁磁力耦合驅(qū)動技術(shù)的研發(fā)和市場推廣。該公司在永磁傳動領(lǐng)域獲得了革命性地突破，通過該技術(shù)，可以大大減少電動機(jī)的能耗，減少電動機(jī)系統(tǒng)的震動。同年該技術(shù)獲得美國西北能效協(xié)會資助。 在2001年，該技術(shù)被美國《工業(yè)周刊》雜志評為2001年度科技，并獲得年度*創(chuàng)新獎。同年受到美國能源部的嘉獎。 在2004年3月，美國*經(jīng)過兩年多的驗證后，對該技術(shù)產(chǎn)品實現(xiàn)了批量采購。2004年該公司被美國Inc. 500評為全美成長zui快的500家私人企業(yè)之一;同年被Deloitte&Touche評為北美成長zui快的100家高科技企業(yè)之一。
該產(chǎn)品已經(jīng)通過美國*zui嚴(yán)格的9-G抗震試驗。同時，該產(chǎn)品在美國獲得17項技術(shù)，在共獲得一百多項。目前，由MagnaDrive公司和美國西北能效協(xié)會組成專門小組對該技術(shù)設(shè)備進(jìn)行商業(yè)化推廣。由于該技術(shù)創(chuàng)新，使人們對節(jié)能概念有了全新的認(rèn)識。在短短的幾年中，MagnaDrive獲得了很大的發(fā)展，現(xiàn)已經(jīng)滲透到各行各業(yè)，在已超過2000套設(shè)備投入運(yùn)行。
3.2渦流式永磁磁力耦合工作原理
永磁磁力耦合調(diào)速驅(qū)動是通過銅導(dǎo)體和永磁體之間的氣隙實現(xiàn)由電動機(jī)到負(fù)載的轉(zhuǎn)矩傳輸。該技術(shù)實現(xiàn)了在驅(qū)動（電動機(jī)）和被驅(qū)動（負(fù)載）側(cè)沒有機(jī)械鏈接。其工作原理是一端稀有金屬氧化物硼鐵釹永磁體和另一端感應(yīng)磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，通過調(diào)節(jié)永磁體和銅導(dǎo)體之間的氣隙就可以控制傳遞的轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)負(fù)載速度調(diào)節(jié)。 由下圖所示，永磁磁力耦合調(diào)速驅(qū)動器主要由銅轉(zhuǎn)子、永磁轉(zhuǎn)子和控制器三部分組成。銅轉(zhuǎn)子固定在電動機(jī)軸上，永磁轉(zhuǎn)子固定在負(fù)載轉(zhuǎn)軸上，銅轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子之間有間隙（稱為氣隙）。這樣電動機(jī)和負(fù)載由原來的硬（機(jī)械）鏈接轉(zhuǎn)變?yōu)檐洠ù牛╂溄?，通過調(diào)節(jié)永磁體和銅導(dǎo)體之間的氣隙就可實現(xiàn)負(fù)載軸上的輸出轉(zhuǎn)矩變化，從而實現(xiàn)負(fù)載轉(zhuǎn)速變化。由上面的分析可以知道，通過調(diào)整氣隙可以獲得可調(diào)整的、可控制的、可以重復(fù)的負(fù)載轉(zhuǎn)速。 磁感應(yīng)原理是通過磁體和導(dǎo)體之間的相對運(yùn)動產(chǎn)生。也就是說，永磁磁力耦合調(diào)速驅(qū)動器的輸出轉(zhuǎn)速始終都比輸入轉(zhuǎn)速小，轉(zhuǎn)速差稱為滑差。典型情況下，在電動機(jī)滿轉(zhuǎn)時，滑差在1%--4%之間。
通過永磁渦流技術(shù)，輸入轉(zhuǎn)矩總是等于輸出轉(zhuǎn)矩，因此電動機(jī)只需要產(chǎn)生負(fù)載所需要的轉(zhuǎn)矩。傳輸能量和控制速度的能力不受電動機(jī)軸和負(fù)載軸之間由于安裝未對準(zhǔn)原因而產(chǎn)生的小角度或者小偏移的影響。排除了未對準(zhǔn)而產(chǎn)生的震動問題，由于沒有機(jī)械鏈接，即使電動機(jī)本身引起的震動也不會引起負(fù)載震動，使整個系統(tǒng)的震動問題得到有效降低。 控制器通過處理各種信號實現(xiàn)對負(fù)載調(diào)速，包括壓力、流量、位移等其他過程控制信號?？梢苑奖愕貙ΜF(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造，不需要對現(xiàn)有電動機(jī)和供電電源進(jìn)行任何改動，極少的現(xiàn)金和安裝投入。安裝以后，對整個系統(tǒng)不產(chǎn)生電磁干擾。在大多數(shù)情況下，關(guān)閉或者拆除現(xiàn)有的過程控制硬件設(shè)備。負(fù)載將在*化的速度運(yùn)行，增加能源效率，減少運(yùn)行和維護(hù)成本。
3.3 渦流式永磁磁力耦合調(diào)速的特點(diǎn)
總成本zui低。
維護(hù)工作量小，幾乎為免維護(hù)產(chǎn)品，維護(hù)費(fèi)用極低。
容忍較大的安裝對中誤差（5mm） 。大大簡化了安裝調(diào)試過程?！ ?br /> 過載保護(hù)功能。提高了整個電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性，*消除了系統(tǒng)因過載而導(dǎo)致的損害現(xiàn)象。
帶緩沖的軟啟動/軟制動（剎車）。
節(jié)能*。
節(jié)電率達(dá)到25%--66%。
使用壽命長，設(shè)計壽命30年。
過程控制高?？刂凭冗_(dá)到0.1% 。
減震效果好。（磁浮定位技術(shù)）
結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)各種惡劣環(huán)境。對環(huán)境友好，不產(chǎn)生污染物，不產(chǎn)生諧波。
體積小，安裝方便，可方便地對現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行改造或用在新建系統(tǒng)。
應(yīng)用現(xiàn)場多，已成功應(yīng)用2000套。
4.小結(jié)
磁力傳動技術(shù)并非只是簡單的利用磁體的同性相斥、異性相吸作用，它是傳動技術(shù)、材料技術(shù)、制造技術(shù)的集成。世界*的專業(yè)生產(chǎn)廠，他們的產(chǎn)品在世界享有聲譽(yù)，以至于我們無法仿制，其原因就在如此。21世紀(jì)制造技術(shù)不但將繼續(xù)制造常軌條件下運(yùn)行的機(jī)器與設(shè)備，而且將制造出環(huán)境下運(yùn)行的機(jī)械設(shè)備。 21世紀(jì)制造的產(chǎn)品應(yīng)是符合節(jié)能和生態(tài)環(huán)保，與人友好的綠色產(chǎn)品，磁力傳動技術(shù)正是適應(yīng)這一發(fā)展態(tài)勢，隨著新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，必將迎來永磁傳動技術(shù)發(fā)展的熱潮。
商 鋪：上海融南監(jiān)控設(shè)備廠 http://www.liuyangwu.com/st42892/
主營產(chǎn)品：磁力耦合器，永磁渦流傳動裝置，細(xì)水霧滅火系統(tǒng)，手動壓力校驗儀，ICCP外加電流陰極保護(hù)
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