（一）系统构成与工作原理

   永磁偶合技术是透过气隙传递转矩的革命性传动设备,电机与负载设备转轴之间无需机械连结,电机旋转时带动导磁盘在装有强力稀土磁铁的磁盘所产生的强磁场中切割磁力线，因而在导磁盘中产生涡电(Eddy Current),该涡电流在导磁盘上产生反感磁场，拉动导磁盘与磁盘的相对运动，从而实现了电机与负载之间的转矩传输。

（二）永磁偶合器基本构成：

永磁偶合器由三个部件组成：

l 永磁转子:镶有永磁体的铝盘,与负载轴连接

l 导磁转子:导磁体盘(铜或铝), 与电机轴连接

l 转轴连接壳与紧缩盘:以专利紧缩盘装置与电机及负载轴连结

从上面的原理图中看出，电机与负载之间的扭矩传输，不同于常规的硬机械连接方式，是通过气隙连接的，

它不仅可以通过调整气隙实现转速调整，还带来很多其它调速方式所不具备的优点。

（三）永磁偶合器的优点

永磁偶合器打破传动的轴与轴之间的联接方式，采用磁力非接触式的传递扭矩，电机与负载之间没有硬性联接，而且不用电，其优点如下：

² 安装简单，对同心度要求低；

² 降低和隔离振动，保护设备；

² 免维护，无漏油、没有易损件；

² 提高设备的维护周期，降低维护费用，提高产能；

² 使用寿命长；

² 对环境的要求低，可在各种恶劣环境下工作；

² 具有软启动和过载保护功能；

² 节能率5%~30%；

² 可靠性高，传递效率可达98%。

（四）永磁偶合器的产品线和应用说明

三、方案描述

(一) 方案说明

1、方案描述

1) 对于小功率的皮带机和刮板机，真空泵等，采用节能型永磁偶合器SGC改造。解决设备安装、振动问题，保护负载和电机，提高设备运行的可靠性。

2) 对于大功率的皮带机和刮板机，采用缓冲启动型DSC或扭力限制型TLC永磁偶合器。解决启动问题，具有过载保护功能。

3) 对于清水泵、渣浆泵等离心泵，采用变速节能型永磁偶合器VGC，降速节能。

2、安装改造

永磁偶合器主要是取代原有的普通联轴器或液力偶合器，将永磁偶合器安装在电机与负载轴上。永磁偶合器一般按照原现场尺寸设计，一般不需要移动电机。安装比较简单，施工的工程量小。

若现场安装空间不够，电机则需要向后移动，预留好安装位置。

MAC永磁偶合器优劣势对比

(一) MAC节能原理

在实际工程设计与应用中，为了保证负荷最大时风机或水泵系统满足输出要求，通常需要按系统的最大输出能力配备风机水泵系统，而真正实用中，绝大多数情况下并非需要系统在满负荷下使用，而是根据负载的实际需要，通过流量控制元件如阀门或风门挡板等实现流量和/或压力控制，以满足生产过程的需要。最典型的控制流量和/或压力的方法是使用阀门或风门挡板。

整个风机或水泵系统的效率＝

电机效率×调节流量或转速或压力控制设备的效率×风机或水泵效率×输送管道的效率。

如果其它效率恒定的情况下，系统效率取决于调节流量或转速或压力控制设备的效率。由于阀门或风门挡板通过调节开度实现输出流量或压力的调节，电机和负载的转速并未发生变化，从相似定律可以看出，输入功率并不会因为阀门开度变化而变化。当阀门或风门挡板开度<100%或调节器非直通型，流体经过阀门或风门挡板都会造成非常大的能量损失，同时在阀门或风门挡板两端产生很大的压差，特别是在风机或水泵的输出端的压力增高，使得风机或水泵的运转点偏离最佳效率点，因此，阀门开度减小时，电机输入功率不会显着减小，很多能量由此浪费掉。

采用永磁联轴器，可以通过调节气隙实现流量和/或压力的连续控制，取代原系统中控制流量和/或压力的阀门或风门挡板，在电机转速不变的情况下，调节风机或水泵的转速。

风机水泵等离心负载符合相似定律：

Q1/Q2 = n1/n2  (流量变化与转速变化成正比)

H1/H2 = (n1/n2)2  (压力变化与转速变化的平方成正比)

P1/P2 = (n1/n2)3  (负载功率变化与转速变化的立方成正比)

T1/T2 = (n1/n2)2  (负载扭矩变化与转速变化的立方成正比)

电机输出功率P = T x ω (功率 = 扭矩 x 转速)

所以电机输出功率 P1/P2 = (n1/n2)2

从上面公式及图表可以看出，当输出流量和/或压力减少时，按照离心负载的相似定律，电机功率急剧下降，减少了能源需求，从而大大地节约了能源。例如，当输出流量需求仅降低20%满负荷流量，输出压力降低到满负荷的38%，而能源需求降低了将近50%！如果不考虑调速装置的能耗，节能效果可达50%。当然，任何一种调速装置都是需要耗能的，但这种能耗远远低于输入能耗的降低，因此可以实现很好的节能效果。

必须指出：节能效果主要取决于风机水泵系统实际持续运行的工况。合理的工作点设置是系统节能设计的基点。

n：水泵性能曲线  R：管网特性曲线

水泵在运行时，其工作点是风机H-Q曲线与管网H-Q曲线的交点。水泵的正常工作点为A，当水量需要从Q1调到Q2时，

l 采用阀门调节时，管网特性曲线由R1改变为R2，其工作点A调至B点，其功率为OQ2BH2’ 所围成的面积，其功率变化很小，而其效率却随之降低。

l 采用调速调节时，可按需要调整电机转速，改变设备的性能曲线，图中n1到n2，其工作点A调至C点，使其参数满足工艺要求，其功率为OQ2CH2所围成的面积，同时其效率曲线也随之平移，依然工作在高效区。由于功率随转速3次方变化，故节能效果显著。

l 节能量P＝（H2’－H2）×Q2

（二）、节能量化分析

根据相似定律，离心设备转速降低后，功率成3次方降低。采用永磁偶合器对水泵改造后，可降低水泵的转速。

从右图可以看出，降低水泵转速，达到的节能效果如下：

转速减低3%，节能率9%;

转速降低5%，节能率14%

以上的节能分析仅为理论值，设计的节能情况以现场实际数据为准。

（三）、安全生产分析

1. 电压敏感性

变频调速：变频调速是将输入电压通过变频器输入整流器变为高压直流电压，之后通过能改变频率的逆变器变换成频率可变的高压交流电来驱动电机运行的，是变频率的调速技术。因为变频器输入端直接连接到电网，对电网电压更为敏感，电压变化、电流变化、雷击浪涌等，直接影响变频器电子设备的可靠性，容易造成变频器的绝缘击穿、控制器件的损坏等，因此其安全性最低，极大地降低了原系统的可靠性，为提高可靠性，一般应安装避雷装置。

永磁联轴器：永磁联轴器设备为精密的纯机械的设备，采用的负载滑差调速技术。因为该设备与电无关，因此对电网电压不敏感，不影响原系统的可靠性。

, 2. 对原系统电机的改造及要求

变频调速：尽管变频器调速不需要改造电机本身，由于变频器的输出电压是由许多方波叠加而成的正弦波，存在着很大的谐波分量，高次谐波电流很大，容易导致电机过热(因为趋肤效应)，因此严格说来，电机应该使用绝缘等级为H级的电机，才能保证原有电机的设计寿命，一般现有改造忽略了变频器对电机寿命的影响而直接采用现有电机，是非常不合理的。

永磁联轴器：不改变原有系统的可靠性。

3. 环境要求

变频调速：变频器为复杂的电力电子装置，其控制回路采用可控硅或IGBT实现电流调节，半导体元件通常要求在0~40℃环境下工作，同时对环境湿度也有要求，一般为相对湿度60~90%，因此，必须为调速设备提供专用房间并安装空调。

永磁联轴器：永磁联轴器装置为精密的纯机械装置，允许在-50~+100℃环境下工作，甚至可以在0~100%相对湿度环境下工作，一般不需要提供任何环境条件。

4. 电机启动

变频调速：变频器可以从0转速启动，但启动过程中负载一直加载，启动时间很长，启动过程中电机处于低转速状态，电机发热厉害，但启动电流较小、管路压力平稳增加，不会造成管路压力突变。

永磁联轴器：电机启动时，负载可以完全断开，实现零负载启动，当电机转速很快达到全速时，负载平滑启动，启动时间短，电流冲击小且管路压力平稳增加，不会造成管路压力突变。

5. 电力谐波和功率因素的影响

变频调速：变频器直接串联在电网侧与电机之间，且通过整流方式输入，因此在电网中产生很高的、频率范围很广的谐波电流，通常由变频器产生的总谐波电流要超过60%以上；由于谐波电流，经常使得功率因素补偿电容烧毁，熔断器熔断、空气开关跳闸、线路过载。为了防止上述故障，通常需要投资很昂贵的谐波治理设备。

永磁联轴器：因与电网无关，因此不会产生谐波。

6. 调速的可靠性

变频调速：变频器是由整流滤波电路+变频逆变电路+复杂的控制电子电路组成，特别是其主电路，为了使用低压高频功率器件，不得不采取多级串联变换的功率电路，电路元件数量在数千只，因此其可靠性最低，通常MTBF在10年以下。

永磁联轴器：永磁联轴器装置由三个部件组成，铜盘+磁铁盘+Hub连接组件，结构十分简单，因此可靠性十分高，一般MTBF可以超过25年。

7. 振动对系统故障率的影响

变频器：该种技术并不改变原有风机水泵系统的机械连接方式，系统的震动、冲击和噪音完全取决于电机与风机或水泵的机械安装精度，也就是轴对准精度。

永磁联轴器：该技术采用了气隙传递扭矩的方法，系统的震动、冲击和噪音完全取决于电机与风机或水泵的自身精度，而与安装精度关系很小，在极限情况下，可以降低振动80%；从而极大地减少了机械能耗和磨损，轴对准精度的允差很大，安装和维护十分方便快捷。

8. 维护维修工作量及难度

变频器：如上述原因，这种系统的可靠性相对低及受工况的影响，故障几率很高，又因为其技术复杂，故障诊断难度大，维护技术要求高，因此维护时间及MTTR大大增加，维护维修费用高昂，加之还需要原厂技术人员的协助，更使得系统的可用性降低。

永磁联轴器：因为该系统的可靠性高，几乎不受工况的影响，且能极大降低振动，因此故障几率很低，且因技术简单，容易诊断故障，维护技术要求低，因此维护时间很短及MTTR很低，系统的可用性很高。

（四）、安装案例

煤炭行业部分业绩