水泥行业--永磁直驱技术应用于选粉机
目前选粉机普遍采用变频异步电动机+齿轮箱驱动,该驱动方式的特点是:通过变频器调节电机的转速、轴功率来适应选粉机负载的变化要求。做到了系统节能,实现了软启动,控制方便。但随着永磁材料应用技术的发展,电力传动技术又有新的飞跃。
嘉轩选粉机
大功率低速永磁电动机的发明,使得电动机直接驱动负载,即取消齿轮箱,简化传动链,提高传动系统的可靠性得以实现。该系统在船舶动力、煤炭运输、矿井提升等设备上得到广泛应用,为动力传送技术带来革命性变革。
原有传动系统
①组成:变频器+变频异步电动机+齿轮箱
②基本参数及维护费用表1 变频异步电动机和齿轮箱基本参数
永磁变频直驱系统
①组成:变频器+永磁电动机
②基本参数及维护费用表3 永磁电动机的基本参数
两种驱动方式对比分析
①传动链对比--永磁直驱简化了传动链
永磁直驱方式取消了齿轮箱,省去了中间环节,简化了传动链。
②可靠性对比--永磁直驱系统简化,无齿直联,可靠性得到大大提高
③占用空间及地基对比---相比而言,变频永磁直驱系统节省大量占地面积,空 间利用率高
④ 环境友好性对比----变频永磁直驱系统无液体油,生产现场无环境污染隐患
⑤ 运行维护费用对比
运行费用对比:
按工作电流、年工作时间,永磁直驱方式效率可提高:
(1/92.7%-1×96%/95.7%)=7.56%
按工作系数0.9计算,节约功率 :
200/92.7%×200×96%/95.7%×0.9=13.6(kW)
按每年工作300天,每天工作24h计算:
13.6×24×300=97,920(kW·h)
按每度电0.85元计算:
97,920×0.85=83,232(元)
即每台(套)每年节约电能97,920度,节省运行费用 83,232元
检修维护对比(估算):
齿轮箱的运行维护成本,每年节约费用为:11,692元/年
相应的运行维护工作、人员开资可全部节省。
⑥效率、功率因数特性对比
高效区宽,即轻负载运行时仍具很有高效率、功率因数,节能效果明显。具体对比见表5、图1、图2
⑦振动、噪声对比--永磁直驱系统振动更低、噪声更小表5 效率功率因数对比
系统改造可行性分析
①永磁直驱电动机技术成熟并已得到广泛应用
永磁电动机的成熟性:永磁电动机与电励磁同步机电动机原理、结构相同,把电励磁系统改为永磁体励磁。自上世纪80年代第三代永磁体钕铁硼技术问世至今,在伺服电机系统使用率已达100%,小型电机中使用率达95%,工业电机中也已得到大量应用,如风力发电、船舶动力、石油化工、电梯、煤炭运输、矿井提升等。② 使用永磁直驱系统能带来巨大的经济效益替代后每台每年节约费用:83,232+11,692 =9.5万元③安装条件分析可根据现场情况,设计为立式安装,可有效利用空间排布,减少占地面积(见图3)
结论
① 永磁直驱的技术优势和缺点
优势:简化了传动链、提高系统可靠性、效率高、功率因数高、运行成本低、节约能源、无液油、免维护、振动低、噪声小 缺点:和变频异步电动机单机比较重量大,体积大、与现有异步电动机安装尺寸不能通用②替代方案具有很大的技术优势、经济优势
驱动系统升级方向--永磁直驱应用
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