永磁偶合器调速与高压变频调速的比较

      一、背景

      为充分挖掘系统节能潜力，项目组对目前国内各种类型企业主流的节能方式进行了调研，现在主要是：电机和风机、水泵所采用的调速方式大部分是高压变频调速器。由于高压变频调速器在生产运行中对环境要求高，时间久会出现各种各样类形的问题，尤其是高压变频设备故障时间与故障类型有不确定性，所以给企业生产上带来严重隐患，直接影响了生产运行的连续性、稳定性以及可靠性；同样企业带来严重的经济损失。企业为避免一些故障产生的损失，会停机检修。但是这种做法治标不治本。而永磁驱动技术是近年来国际上开发的一项突破性新技术，采用磁力非接触传递扭矩，它具有高效节能、高可靠性、无刚性连接传递扭矩、可在恶劣环境下应用、极大减少整体系统振动、减少系统维护和延长系统使用寿命等特点。尤其是其不产生高次谐波，且在低速运行下不造成电机发热的优良调速特性更使其成为风机及泵类设备节能技术改造比高压变频器有绝对的优势。

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      二、分析与比较
      1、系统的可靠性
      永磁偶合器
      永磁偶合器是通过气隙传递扭矩的革命性传动技术，是电机与负于负载设备传轴之间无机械连接的纯机械的产品，性能稳定，设备带缓冲的软启动-减少电机的冲击电流，对供电电源没有任何要求，且不会对电网产生谐波EMI干扰污染问题。偶合器延长设备使用寿命，通过美军质量检验，容忍较大的对中误差--具有免维护免轴承，减震效果好，无机械连接的扭矩传递，简单体积小可靠安装方便，同时具有节能率。 因为不用电，所以不存在电磁干扰问题。
      高压变频器
      尽管变频器目前技术比较过关，但是作为一个高度复杂的电子设备而言，其运行中故障的不可预见性、不确定性还是有目共睹的。首先对环境的要求十分苛刻，专用房间要密封、防尘，夏季要有空调来保持设备正常运行所要求的温度，辅助设施投入较大。其次对供电电源有一定的要求，电子设备易受电磁干扰会造成变频器设备运行的不可靠。同时在变频器运行时，对电源系统也会产生高次谐波污染，破坏电网的质量，严重时甚至影响电子设备的稳定运行，需要用户采用其他设备（滤波器）来消除。另外，由于采用变频器时，电机与负载之间的轴连接是接触式的，不具备减少轴承、密封损坏的优点。
      2、长期运行的稳定性
      永磁偶合器
      永磁偶合器具有机械结构简单，一旦安装完成投入使用，基本不受使用环境的干扰和影响，运行稳定可靠。因为不用电，所以不存在电磁干扰问题。由于采用永磁偶合器时，电机与负载之间的轴连接是非接触式的，因此，负载的震动不会传递到电机上；也正是由于轴连接是非接触式的，所以带来了两方面的好处，一是安装时“对中”要求低；二是在长期运行中不会产生因为直接的轴连接而带来的轴承、密封的损坏，保证设备的使用。根据其他企业的使用情况（在美国的企业，其最长的连续使用时间已达六年，理论寿命30年），永磁偶合器表现了优越的长期运行稳定性。而作为纯机械设备，其可能的运行故障是可预见的，不会因为突发故障而给用户带来措手不及的事故。
      高压变频器
      变频器的核心是一个复杂的电子设备，安装完成投入运行后，易受使用环境的干扰和影响，难于保证其运行稳定可靠。根据多数企业的使用情况调查，变频器在使用过程中，平均每年都要发生一次故障，长期运行稳定性很差。而作为复杂的电子设备，其运行故障是不可预见的，它会因为突发故障而给用户带来措手不及的事故。
      3、初始安装及日后的可维护性
      永磁偶合器
      结构简单，电机与负载的轴连接是非接触式的，对中精度要求低，安装调试快捷。由于是纯机械设备，无复杂电子设备；经简单培训后，电厂的机务人员或电气人员将会快速确定故障原因，并迅速自行解决故障，不必请专业公司的人来维修。其使用寿命可达30年。
      中压变频器
      变频器是复杂的电子设备，一旦有电气故障发生（经常性的、不可预见性的），电厂的机务人员或电气人员将难于快速确定故障原因，并涉及备件的更换，不可能迅速自行解决故障，只能由变频器生产厂家或专业的公司派人修理，难以保证快速修复，不影响生产。变频器的使用寿命最长也不过7到10年。
      经济性分析

	对比类型	永磁偶合器	高压变频器	备注
1	初始投资	永磁偶合器的初始投资与变频器的投资目前大致相同；	变频器的初始投资与永磁偶合器的投资旗鼓相当；
2	维护费用	由于永磁偶合器基本上是免维护的，所以维护费用几乎为0；	平均每年都要有一次故障，每次的维护换件、人工费用价值不菲。且由于其故障的不确定性，给生产造成的损失也更大。
3	人员成本费用	不需要专人在现场看护，减少人员成本；	需要专人看护与记录设备运行状况，预防故障，大大增加人员（1人或多人）成本；
4	故障造成的经济损失	尽管永磁偶合器与变频器都是节能设备，但是，永磁偶合器是实实在在的让用户见到节能所带来的效益，原因是它的平均无故障时间（MTBF）比变频器要长很多，所以不会因为一次故障所造成的减负荷发电，将节能所带来的节能效益全部耗尽。	虽然变频器也是节能设备，但是，变频器却不能实实在在的让用户见到节能所带来的效益，原因是它的平均无故障时间（MTBF）太短，平均每年都会因为一次故障而造成减负荷发电、增加油耗等损失将节能所带来的经济效益全部耗尽（极有可能还要倒贴）。
5	维修备件费用	因为永磁偶合器基本上是免维护，所以维修备件费用也几乎为0。	为了确保变频器突发故障时生产不受影响，变频器的备件通常要备的全一些，这样就造成了资金的占用，而且由于故障的不确定性，经常发生有的备件常年不用。由于电子元件有一定的时效性，所以过期的备件只能报废，造成资金的浪费。
结论	从前面的分析可以看出，无论是眼前的经济利益，还是从长远经济的回报角度来考虑，永磁偶合器都具有比变频器优越得多的经济性。

 

      三、结论

      无论是从经济效益还是从生产的安全稳定性来看，采用调速型永磁偶合器调速方案具有高压变频器调速方案无可比拟的绝对优势，是国内企业的最佳应用选择。