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低速大功率永磁電機(jī)是一種運(yùn)行速度低、輸出轉(zhuǎn)矩大的節(jié)能型電機(jī)產(chǎn)品。它具有永磁同步電機(jī)特有的高效節(jié)能、低振低噪、體積小、重量輕的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)采用低轉(zhuǎn)速、大扭矩設(shè)計(jì),直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載,可簡(jiǎn)化設(shè)備傳動(dòng)鏈、提高系統(tǒng)效率、減少機(jī)械損耗、延長(zhǎng)設(shè)備壽命。設(shè)計(jì)采用優(yōu)化電磁方案、緊湊式結(jié)構(gòu),以永磁電機(jī)的大功率化、高功率密度化為主要發(fā)展方向,可廣泛應(yīng)用于港口、煤炭、橡膠、水泥、電力、水利、石油石化、船舶等行業(yè),是現(xiàn)代低速大扭矩傳動(dòng)設(shè)備的主要發(fā)展方向。
一、低速大功率永磁電機(jī)應(yīng)用于開(kāi)煉機(jī)設(shè)備
低速大功率永磁電機(jī)應(yīng)用于開(kāi)煉機(jī)設(shè)備時(shí),由兩臺(tái)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)兩只滾筒相對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn),在控制上保持兩臺(tái)電機(jī)存在一定轉(zhuǎn)差運(yùn)行,并可根據(jù)工況隨時(shí)調(diào)整運(yùn)行速度,采用該驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的開(kāi)煉機(jī)設(shè)備,體積、重量較采用高速電機(jī)+減速機(jī)+制動(dòng)器+液力偶合器結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)設(shè)備大幅減少,系統(tǒng)效率也大幅提高,運(yùn)行更加安全可靠。
1. 產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
a. 直接驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)鏈短
開(kāi)煉機(jī)用低速大功率永磁電機(jī)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速低,可直接輸出1-25r/min 的低轉(zhuǎn)速滿足設(shè)備運(yùn)行需求,產(chǎn)品設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)矩大、帶載能力強(qiáng)、調(diào)速性能好,省去了傳統(tǒng)應(yīng)用中龐大、昂貴的減速機(jī)部分,可直接驅(qū)動(dòng)開(kāi)煉機(jī)滾筒,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,傳動(dòng)鏈短、安裝維護(hù)更加方便。
b. 體積小、重量輕
開(kāi)煉機(jī)用低速大功率永磁電機(jī)采用緊湊式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),其定子端部短、槽滿率高,電機(jī)體積、重量可較同參數(shù)傳統(tǒng)高速電機(jī)+減速機(jī)+制動(dòng)器+液力偶合器結(jié)構(gòu)減小30%-60%,更能節(jié)省設(shè)備的安裝空間。
c. 高效節(jié)能
開(kāi)煉機(jī)用低速大功率永磁電機(jī)具有較高的效率與功率因素,效率一般可達(dá)94%-97%,功率因素可達(dá)0.99,由于電機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)軸直接驅(qū)動(dòng)滾筒,省去了傳統(tǒng)應(yīng)用中的減速機(jī)、液力偶合器結(jié)構(gòu),其系統(tǒng)效率可等同于電機(jī)效率,相比傳統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)效率提高。同時(shí)開(kāi)煉機(jī)用低速大功率永磁電機(jī)又不同于普通感應(yīng)電機(jī)輕載運(yùn)行時(shí)的低效率,它在25%-120%負(fù)載內(nèi)都可保持極高的效率與功率因素,特別適合開(kāi)煉機(jī)設(shè)備這種負(fù)載變化多,隨設(shè)備投料負(fù)載增大,而進(jìn)入擠壓工作狀態(tài)時(shí)又長(zhǎng)時(shí)間非
滿載運(yùn)行的特殊工況,其綜合節(jié)電率更可達(dá)20%以上。滿載運(yùn)行的特殊工況,其綜合節(jié)電率更可達(dá)20%以上。參數(shù) 開(kāi)煉機(jī)用低速大功率永磁電機(jī) 高速電機(jī)+減速機(jī)+液力偶合器
額定功率(kW) 132*2 250
額定轉(zhuǎn)矩(N.m) 84000 84000
額定電壓(V) 380 380
電流(A) 223.3 238.4
同步轉(zhuǎn)速(r/min) 15 15
重量(t) 2.5*2 13
效率(%) 96.16% 0.94x0.92 x 0.90=77.8%
功率因數(shù) 0.9874 0.88
滿載軸功率(kW) 190 190
同工況下每小時(shí)耗電量(kWh)200.1 244.2
每小時(shí)節(jié)約電量(kWh) 46.6
d. 啟動(dòng)無(wú)沖擊、運(yùn)行平穩(wěn)
開(kāi)煉機(jī)用低速大功率永磁電機(jī)采用永磁電機(jī)專用變頻器,啟動(dòng)時(shí)電流隨負(fù)載逐漸增大,啟動(dòng)、運(yùn)行平穩(wěn)無(wú)沖擊。在負(fù)載突變時(shí)也可柔性控制,減少電機(jī)對(duì)電網(wǎng)的沖擊、防止負(fù)載突變引起的機(jī)械損傷。
e. 電磁剎車系統(tǒng)
開(kāi)煉機(jī)用低速大功率永磁電機(jī)可根據(jù)永磁電機(jī)的特性配置電磁剎車系統(tǒng),該系統(tǒng)可安裝于電控柜內(nèi),體積小、占地少、價(jià)格低、安裝方便、剎車效果可調(diào)、機(jī)械損耗小。該設(shè)計(jì)可省去傳統(tǒng)機(jī)械制動(dòng)結(jié)構(gòu),減小設(shè)備體積。
2. 產(chǎn)品應(yīng)用與推廣
開(kāi)煉機(jī)用低速大功率永磁電機(jī)于2016 年5 月安裝在大連橡膠廠,該產(chǎn)品經(jīng)過(guò)用戶調(diào)試與應(yīng)用,現(xiàn)已基本滿足設(shè)備工作需求,客戶反映良好。該產(chǎn)品除了在開(kāi)煉機(jī)上應(yīng)用外,還可以推廣到密煉機(jī)、擠塑機(jī)等低速大扭矩橡膠設(shè)備上,在橡塑機(jī)械行業(yè)內(nèi)有著廣闊的應(yīng)用前景。
二、低速大功率永磁電機(jī)應(yīng)用于空冷島
低速大功率永磁電機(jī)應(yīng)用于空冷島設(shè)備時(shí),永磁電機(jī)立式安裝,軸伸向下直接與冷卻扇葉連接,驅(qū)動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。體積小、重量輕、安裝方便、運(yùn)行可靠。
1. 產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
a. 體積小、重量輕
空冷島用低速大功率永磁電機(jī)體積小、重量輕、可直接驅(qū)動(dòng)冷卻扇葉,體積、重量較傳統(tǒng)空冷島異步電機(jī)+減速機(jī)結(jié)構(gòu)減少30%以上?蓽p輕空冷島整體支架的承重,易實(shí)現(xiàn)節(jié)能改造工程的直接替換。
b. 易安裝、免維護(hù)
空冷島設(shè)備安裝于高空支架上,安裝難度較大、維護(hù)成本高。空冷島用低速大功率永磁電機(jī)重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便快捷、免維護(hù)?梢源蠓档驮O(shè)備的安裝維護(hù)費(fèi)用。產(chǎn)品采用低轉(zhuǎn)速直接驅(qū)動(dòng)扇葉,沒(méi)有傳統(tǒng)應(yīng)用中的高速運(yùn)轉(zhuǎn)部分,機(jī)械損耗大幅減小,故障點(diǎn)少、運(yùn)行更加安全可靠。
c. 高效節(jié)能
空冷島風(fēng)機(jī)是根據(jù)季節(jié)、冷卻量的變換而調(diào)節(jié)運(yùn)行轉(zhuǎn)速的,其負(fù)載特性為風(fēng)機(jī)類,運(yùn)行特點(diǎn)是,運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、調(diào)速范圍寬、運(yùn)行負(fù)載隨轉(zhuǎn)速進(jìn)行變化。在風(fēng)機(jī)低轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)基本為長(zhǎng)時(shí)間輕載運(yùn)行,最高轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí)可接近滿載。此工況特別適合采用空冷島用低速大功率永磁電機(jī),其調(diào)速范圍寬,在調(diào)速范圍內(nèi),25%-120%負(fù)載下都可保持極高的效率與功率因素,考核全年節(jié)能效果,空冷島用低速大功率永磁電機(jī)較異步電機(jī)+減速機(jī)結(jié)構(gòu)綜合節(jié)能可達(dá)15%以上。
d. 特殊防偏擺設(shè)計(jì)
空冷島用低速大功率永磁電機(jī)軸端采用特殊的防偏擺設(shè)計(jì),可防止運(yùn)行中扇葉偏擺帶來(lái)的機(jī)械損傷,提高產(chǎn)品壽命。
2. 產(chǎn)品應(yīng)用與推廣
該產(chǎn)品除空冷島項(xiàng)目外還可推廣應(yīng)用于其他大型低速風(fēng)機(jī)系統(tǒng),可應(yīng)用于大型工業(yè)排風(fēng)、散熱設(shè)備。
三、低速大功率永磁電機(jī)應(yīng)用于塔架式抽油機(jī)設(shè)備
塔架式抽油機(jī)設(shè)備是一種長(zhǎng)沖程、低沖次的新型采油設(shè)備,通過(guò)不斷的正反轉(zhuǎn)運(yùn)行來(lái)提升、釋放抽油桿。低速大功率永磁電機(jī)應(yīng)用于塔架式抽油機(jī)設(shè)備時(shí),采用滾筒中內(nèi)置永磁直驅(qū)電機(jī)結(jié)構(gòu),由滾筒兩端底座支撐,運(yùn)行時(shí)滾筒正反轉(zhuǎn)旋
轉(zhuǎn)以提升皮帶與配重,設(shè)備平衡調(diào)節(jié)方便、機(jī)械慣量小、無(wú)傳動(dòng)連桿沖擊帶來(lái)的能量損耗和設(shè)備維護(hù),壽命更長(zhǎng)。
1. 產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
a. 體積小、重量輕
塔架式抽油機(jī)用低速大功率永磁電機(jī)采用內(nèi)置式結(jié)構(gòu),電機(jī)連同制動(dòng)裝置均置于滾筒內(nèi),一體化安裝,占用空間小。重量可較傳統(tǒng)高速電機(jī)+減速機(jī)結(jié)構(gòu)縮小20%左右。
b. 易安裝、免維護(hù)
塔架式抽油機(jī)用低速大功率永磁電機(jī)為一體化安裝結(jié)構(gòu),重量輕、體積小在高塔架上安裝作業(yè)更方便。電機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn),無(wú)高速部分,設(shè)備免維護(hù),節(jié)省安裝維護(hù)費(fèi)用。
c. 節(jié)能高效
塔架式抽油機(jī)不斷進(jìn)行正反轉(zhuǎn)運(yùn)行,其負(fù)載主要來(lái)源于抽油桿拉力與平衡配重之間的拉力差值。在抽油井出現(xiàn)負(fù)載增大時(shí),均重新進(jìn)行配重的調(diào)整,使配重更接近于抽油桿拉力。此時(shí),電機(jī)基本處于輕載運(yùn)行狀態(tài),且運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng),為24 小時(shí)連續(xù)運(yùn)行制。針對(duì)該運(yùn)行工況,塔架式抽油機(jī)用低速大功率永磁電機(jī)有著其他電機(jī)無(wú)法比擬的應(yīng)用優(yōu)勢(shì),塔架式抽油機(jī)用低速大功率永磁電機(jī)在輕載狀態(tài)下可以保持極高的效率與功率因素,其運(yùn)行電流較普通高速電機(jī)大幅減少,節(jié)能效果顯著。
d.運(yùn)行平穩(wěn)、沖擊小
塔架式抽油機(jī)用低速大功率永磁電機(jī)更適用于頻繁正反轉(zhuǎn)的運(yùn)行工況,其運(yùn)行變速過(guò)程中無(wú)沖擊,控制更加平穩(wěn),變速平滑,電流穩(wěn)定。對(duì)抽油桿設(shè)備無(wú)沖擊,保護(hù)其免受機(jī)械損傷。
e.低振低噪
塔架式抽油機(jī)用低速大功率永磁電機(jī)運(yùn)行速度近25r/min,運(yùn)行平穩(wěn),噪音振動(dòng)極低,對(duì)環(huán)境影響小,適合安裝于對(duì)噪音要求較高的油井。
2. 產(chǎn)品應(yīng)用與推廣
塔架式抽油機(jī)用低速大功率永磁電機(jī)在2016 年10 月安裝于山東某油田塔式抽油機(jī)設(shè)備,該產(chǎn)品還可推廣應(yīng)用于吊車系統(tǒng)等低速頻繁正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)設(shè)備。
四、低速大功率永磁電機(jī)應(yīng)用于皮帶機(jī)設(shè)備
低速大功率永磁電機(jī)應(yīng)用于皮帶機(jī)設(shè)備,其運(yùn)行轉(zhuǎn)速低,額定轉(zhuǎn)速在60r/min到90r/min 之間。產(chǎn)品具有節(jié)能高效、體積小、重量輕、轉(zhuǎn)矩密度大、抗去磁能強(qiáng)、過(guò)載能力強(qiáng)、易安裝、免維護(hù)、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn),適用于各種低速大扭矩帶式輸送傳動(dòng)設(shè)備。
1. 產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
a. 節(jié)能高效
皮帶機(jī)用低速大功率永磁電機(jī)本身效率較高,可達(dá)到93%-97%,功率因數(shù)高,可達(dá)0.99,系統(tǒng)有功功率的比例高。同時(shí)由于不需齒輪箱傳動(dòng),使得整機(jī)傳動(dòng)效率高于高速電機(jī)+齒輪箱方案。皮帶機(jī)從起動(dòng)到運(yùn)行再到停車整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中電機(jī)的平均負(fù)載率在40%左右,最大負(fù)載率低于60%,由于異步電動(dòng)機(jī)的效率、功率因數(shù)與負(fù)載率息息相關(guān),當(dāng)負(fù)載率低于50%時(shí),效率、功率因素急劇下降。而永磁電機(jī)效率、功率因素受負(fù)載影響較小,在負(fù)載率25%~120%內(nèi)可保持極高的效率與功率因數(shù)。
b. 體積小、重量輕采用皮帶機(jī)專用低速大功率永磁電機(jī)體積、重量可比替換前傳統(tǒng)異步電機(jī)+減速機(jī)結(jié)構(gòu)減少1/2~1/3,永磁電機(jī)定子槽滿率更高,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)體積更小、重量更輕、結(jié)構(gòu)緊湊、功率密度更高,有效減少材料成本,提高產(chǎn)品性價(jià)比。同功率等級(jí)永磁驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)重量對(duì)比:驅(qū)動(dòng)類型 功率 同步轉(zhuǎn)速 重量低速大功率永磁電機(jī) 200kW 60r/min 2420kg異步電機(jī)+減速機(jī) 200kW 60r/min 4500kg
c. 低振低噪
采用永磁電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)設(shè)備低速運(yùn)轉(zhuǎn),由于沒(méi)有高速運(yùn)轉(zhuǎn)部分,其電機(jī)本身噪音與振動(dòng)較低,同時(shí)取消減速機(jī)與液力耦合器等其它傳動(dòng)裝置,消除了減速機(jī)等裝置的振動(dòng)與噪音,使整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)、噪音更低。
d. 直接驅(qū)動(dòng)皮帶機(jī)用低速大功率永磁驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸出低轉(zhuǎn)速、高轉(zhuǎn)矩,直接驅(qū)動(dòng)帶式輸送機(jī),對(duì)傳統(tǒng)高速電機(jī)+齒輪箱的方案可實(shí)現(xiàn)直接替代。采用皮帶機(jī)專用低速大功率永磁電機(jī)體積大幅縮小、安裝維護(hù)方便。
e. 安全可靠、維護(hù)費(fèi)用低
皮帶機(jī)用低速大功率永磁電機(jī)具有優(yōu)異的工藝可靠性,真正做到了無(wú)噪聲、免換油、免維護(hù),使用戶的維修維護(hù)費(fèi)用降低一半以上。在一些行程短、負(fù)載輕的皮帶上可直接取消制動(dòng)器,僅依靠電機(jī)自身定位力矩制動(dòng)。在需要大制動(dòng)力矩的情況下可利用永磁電機(jī)自身的發(fā)電制動(dòng)特征,在變頻器端安裝能耗制動(dòng)單元(失電狀態(tài)下依然有效),簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)。
2. 產(chǎn)品應(yīng)用與推廣
皮帶機(jī)用低速大功率永磁電機(jī)在2014 年起開(kāi)始應(yīng)用于江蘇某港口皮帶機(jī)設(shè)備上。2015 年安裝于山東某礦山皮帶機(jī)設(shè)備,2016 年安裝在山西某煤礦皮帶機(jī)設(shè)備。皮帶機(jī)用低速大功率永磁電機(jī)應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng),應(yīng)用面廣,客戶接受度高,可應(yīng)用于港口、礦山等帶式輸送機(jī)設(shè)備。除帶式輸送機(jī)應(yīng)用外,該產(chǎn)品還可推廣應(yīng)用于刮板輸送機(jī)、斗輪機(jī)等礦山運(yùn)輸機(jī)械上。
五、低速大功率永磁電機(jī)應(yīng)用于回轉(zhuǎn)窯設(shè)備
回轉(zhuǎn)窯是對(duì)各種物料進(jìn)行煅燒的設(shè)備,它廣泛的應(yīng)用在水泥、化工、冶金等行業(yè)。回轉(zhuǎn)窯設(shè)備通常由多臺(tái)驅(qū)動(dòng)設(shè)備帶動(dòng)小齒輪運(yùn)轉(zhuǎn),小齒輪咬合大齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)窯體,通常窯體轉(zhuǎn)速在0.2-3.5r/min 之間,單臺(tái)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩可達(dá)100,000Nm,工作特點(diǎn)是轉(zhuǎn)速低、轉(zhuǎn)矩大,傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)設(shè)備有液壓馬達(dá)、高速電機(jī)+減速機(jī)等結(jié)構(gòu)。
1. 產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
a. 節(jié)能高效
回轉(zhuǎn)窯用低速大功率永磁電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)小齒輪帶動(dòng)大齒輪運(yùn)轉(zhuǎn),傳動(dòng)鏈短,系統(tǒng)效率高。
b. 體積小、重量輕
回轉(zhuǎn)窯用低速大功率永磁電機(jī)體積小、重量輕。傳統(tǒng)液壓馬達(dá)系統(tǒng)占地大,維護(hù)量大,安裝復(fù)雜,故障點(diǎn)多。新型回轉(zhuǎn)窯用低速大功率永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,安裝維護(hù)更方便。
c. 性價(jià)比高
液壓馬達(dá)站占地大,成本高、維護(hù)費(fèi)用高;剞D(zhuǎn)窯用低速大功率永磁電機(jī)設(shè)備成本少,安裝維護(hù)費(fèi)用低,性價(jià)比更高。
2. 產(chǎn)品應(yīng)用與推廣
回轉(zhuǎn)窯用低速大功率永磁電機(jī)正在研發(fā)制造階段,預(yù)計(jì)2017 年正式安裝使用。除該應(yīng)用外產(chǎn)品還可推廣至其他大型回轉(zhuǎn)設(shè)備。
六、低速大功率永磁電機(jī)應(yīng)用于球磨機(jī)設(shè)備低速大功率永磁電機(jī)應(yīng)用于球磨機(jī)設(shè)備時(shí),采用盤式結(jié)構(gòu)替代傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),取消了減速機(jī)、大齒圈、小齒輪部分,將電機(jī)轉(zhuǎn)子與球磨機(jī)滾筒一體化設(shè)計(jì),節(jié)能效果好、安裝空間小,維護(hù)量小、應(yīng)用優(yōu)勢(shì)巨大。
1. 產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
a. 體積小、重量輕
球磨機(jī)用低速大功率永磁電機(jī)采用盤式電機(jī)結(jié)構(gòu),以中心直接驅(qū)動(dòng)球磨機(jī)滾筒,轉(zhuǎn)矩均勻分布,無(wú)齒輪咬合機(jī)械損耗少。電機(jī)體積小、重量輕,不占用設(shè)備安裝空間。
b. 維護(hù)量少
球磨機(jī)用低速大功率永磁電機(jī)無(wú)齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu),機(jī)械損耗小。電機(jī)基本實(shí)現(xiàn)了免維護(hù)。維護(hù)費(fèi)用少。
c. 高效節(jié)能
球磨機(jī)用低速大功率永磁電機(jī)省去了傳統(tǒng)應(yīng)用中大、小齒圈等傳動(dòng)結(jié)構(gòu),大幅提高系統(tǒng)傳動(dòng)效率,節(jié)能效果顯著。
2. 產(chǎn)品應(yīng)用與推廣
球磨機(jī)用低速大功率永磁電機(jī)在研發(fā)生產(chǎn)階段,已于球磨機(jī)廠家確定設(shè)計(jì)改造方案,預(yù)計(jì)產(chǎn)品于2017 年可應(yīng)用在球磨機(jī)設(shè)備。該產(chǎn)品還可以推廣應(yīng)用于其他滾筒式驅(qū)動(dòng)設(shè)備。
七、低速大功率永磁電機(jī)應(yīng)用于低速泵設(shè)備
低速泵用低速大功率永磁電機(jī)調(diào)速范圍在0-600r/min,應(yīng)用范圍較廣,小到灌溉、引水大到防洪、排澇,均可推廣應(yīng)用。常應(yīng)用于轉(zhuǎn)子泵、貫流泵等低速大流量泵類系統(tǒng)。
1. 產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)
a. 體積小、重量輕
低速泵用低速大功率永磁電機(jī)體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)省安裝空間。與同參數(shù)異步電動(dòng)機(jī)相比,體積可縮小1/2,重量可減輕1 半。特別適用于對(duì)電機(jī)體積、重量有特殊要求的場(chǎng)合。
b. 低振低噪
低速泵用低速大功率永磁電機(jī)由于沒(méi)有高速運(yùn)轉(zhuǎn)部分,其電機(jī)本身噪音與振動(dòng)較低,同時(shí)取消減速機(jī)與其它傳動(dòng)裝置,消除了減速機(jī)和其他傳動(dòng)裝置的振動(dòng)與噪音,使整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)、噪音更低。
c. 節(jié)能高效