本文介紹了永磁調(diào)速器的工作原理，與高壓變頻器做了比較，并詳細(xì)介紹了永磁調(diào)速器在電廠灰漿泵系統(tǒng)中的應(yīng)用。通過永磁調(diào)速器改造的灰漿泵系統(tǒng)，其節(jié)電率達(dá)30.86%，振動降低60-85%，電磁輻射遠(yuǎn)小于運行中的電機產(chǎn)生值。最后得出結(jié)論永磁調(diào)速簡單可靠、綠色節(jié)能，必將得到更廣泛的應(yīng)用。
中石化某熱電廠的除灰系統(tǒng)分為干除灰和水力除灰兩種方式。水力除灰系統(tǒng)有三臺離心灰漿泵, 系統(tǒng)布置如圖1所示。其中：1#，3#灰漿泵配置相同，電機型號：JS136-4；功率：220kW；供電電壓：6kV；額定輸出轉(zhuǎn)速：1480rpm；渣漿泵型號：ZM150-H-95；額定流量：290m3/h。2#灰漿泵，電機型號：JS148-6/310；功率：310kW；供電電壓：6kV；額定輸出轉(zhuǎn)速：987rpm；渣漿泵型號：150Z-95。
灰漿泵系統(tǒng)原設(shè)計采用兩投一備運行方式。干出灰系統(tǒng)投用后采用一投一備運行方式,實際運行中存在以下問題：
灰漿池進出灰漿量嚴(yán)重不平衡，通過人工觀察決定開停電機，導(dǎo)致高壓電機啟停頻繁，系統(tǒng)故障率高。
灰漿泵系統(tǒng)自動化程度低，運行可靠性低。
往灰漿池中注入回水，浪費電能和水資源。
現(xiàn)場環(huán)境惡劣，濕度大，粉塵含量高。
灰渣泵磨損大，曾發(fā)生過堵轉(zhuǎn)事故。
現(xiàn)場空間狹小，不適宜采用高壓變頻器。
通過反復(fù)論證，最后放棄高壓變頻器而采用永磁調(diào)速器對該灰漿泵系統(tǒng)進行技術(shù)改造。
 
 
永磁調(diào)速器的結(jié)構(gòu)，主要由兩部分組成，一部分是安裝在負(fù)載側(cè)的磁轉(zhuǎn)子，另一部分安裝在動力機側(cè)的銅轉(zhuǎn)子，銅轉(zhuǎn)子與動力機轉(zhuǎn)速一致，在運行過程中保持不變。其工作原理：銅轉(zhuǎn)子和磁轉(zhuǎn)子可以自由地獨立旋轉(zhuǎn)，當(dāng)銅轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，銅轉(zhuǎn)子與磁轉(zhuǎn)子產(chǎn)生相對運動，交變磁場通過氣隙在銅轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生渦流，同時渦流產(chǎn)生感應(yīng)磁場與永磁場相互作用，從而帶動磁轉(zhuǎn)子沿著與銅轉(zhuǎn)子相同的方向旋轉(zhuǎn)，結(jié)果是在負(fù)載側(cè)輸出軸上產(chǎn)生扭矩，從而帶動負(fù)載做旋轉(zhuǎn)運動。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扭矩的大小，從而獲得可調(diào)整的、可控制的、可以重復(fù)的負(fù)載轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)負(fù)載轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)。
永磁調(diào)速器與高壓變頻器的比較
高壓變頻器采用復(fù)雜的電路拓?fù)鋵?shù)以萬計的電力電子元器件串并聯(lián)，實現(xiàn)對高壓電機的輸入頻率和輸入電壓改變從而實現(xiàn)電機的轉(zhuǎn)速變化，屬于電氣調(diào)速。而永磁調(diào)速器采用高強度的磁轉(zhuǎn)子與銅轉(zhuǎn)子相互作用，實現(xiàn)電機與負(fù)載沒有機械聯(lián)結(jié)，通過調(diào)節(jié)氣隙的大小實現(xiàn)負(fù)載調(diào)速，電機轉(zhuǎn)速不變，負(fù)載調(diào)速，屬于機械調(diào)速。
永磁調(diào)速改造實施
對1?；覞{泵永磁調(diào)速改造現(xiàn)場照片見圖4，工藝布置圖見圖5。永磁調(diào)速器安裝在電機和泵軸端之間，伺服機接受控制系統(tǒng)根據(jù)漿池水位發(fā)出的指令，調(diào)節(jié)永磁調(diào)速器的磁轉(zhuǎn)子與銅轉(zhuǎn)子之間的氣隙大小，實現(xiàn)對泵軸轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)。
 
 
改造效果及分析
灰漿泵系統(tǒng)通過永磁調(diào)速改造達(dá)到了預(yù)期的目的，已通過了11個月的0故障穩(wěn)定運行。解決了灰漿池中灰漿量進出不平衡問題，改造后系統(tǒng)可以根據(jù)灰漿量的大小，自動調(diào)整轉(zhuǎn)速。實現(xiàn)灰漿的進出自動平衡，不需要人為干預(yù)，避免對高壓電機進行頻繁啟停，延長電機、灰漿泵以及高壓開關(guān)的壽命，同時將顯著地延長了軸承和密封件的壽命。
節(jié)能數(shù)據(jù)及分析
根據(jù)系統(tǒng)工況進行灰漿泵的轉(zhuǎn)速調(diào)整，節(jié)約了大量的電能。表2是1#灰漿泵調(diào)速運行時，電機電流實測數(shù)值，圖6是節(jié)電率和轉(zhuǎn)速比之間的關(guān)系圖。由表2和圖6可以看出，采用永磁調(diào)速器后能否節(jié)能與調(diào)節(jié)的空間有關(guān)系，當(dāng)灰漿泵的轉(zhuǎn)速為滿轉(zhuǎn)速的48%（720rpm）時，電機電流為6.5A，節(jié)電率為71.7%，而當(dāng)灰漿泵的轉(zhuǎn)速為滿轉(zhuǎn)速的96%（1440rpm）時，節(jié)電率僅為6.5%。據(jù)現(xiàn)場運行統(tǒng)計：灰漿泵轉(zhuǎn)速在900rpm左右的時間約占15%；1200rpm左右的時間約占40%；1300rpm左右的時間約占35%；1440rpm左右的時間約占10%。由此可計算出節(jié)電率如下：
節(jié)電率=58.7%×15%+32.6%×40%+23.9%×35%+6.5%×10%=30.86%。
由于1#灰漿泵的轉(zhuǎn)速可以根據(jù)灰漿池中的液位自動調(diào)整，避免了因滿足一臺灰漿泵定速運行所需要的水量，將回用水打入灰漿池循環(huán)泵送的現(xiàn)象，因此節(jié)省了大量的回水。
通過上述分析，與變頻器相比，永磁調(diào)速器結(jié)構(gòu)簡單可靠，不產(chǎn)生諧波、不產(chǎn)生電磁干擾的綠色節(jié)能產(chǎn)品，具有更好的隔振效果、能夠很好地適應(yīng)濕度大、粉塵含量高的灰漿泵環(huán)境，筆者堅信在不久的將來必將迎來永磁調(diào)速器在各行各業(yè)的更廣范圍應(yīng)用。