羅茨風機改永磁風機：磁懸浮風機羅茨風機空氣懸浮風機對比

　　原標題：磁懸浮風機羅茨風機空氣懸浮風機對比

　　傳統(tǒng)的羅茨風機采用的是滑動齒輪軸承，所以需要定期的加潤滑油保養(yǎng)，經常加潤滑油會導致設備周邊的油污較重，工作環(huán)境不整潔。磁懸浮風機和空氣懸浮風機是不需要加潤滑油的。空氣懸浮鼓風機啟停有摩擦，啟停過程易磨損。弗洛德磁懸浮鼓風機軸承是先懸浮再旋轉的，啟停無摩擦，可反復啟停。

　　如下圖是風機調速系統(tǒng)的對比圖，可明顯看出磁懸浮鼓風機和空氣懸浮風機的調速系統(tǒng)是優(yōu)于羅茨鼓風機的，磁懸浮鼓風機的驅動效率是最高的，工作范圍也廣，壓力調節(jié)范圍大。弗洛德磁懸浮鼓風機已經有成功案例1000多例，風機壽命可長達20年，5年質保，雖然一次性的投入成本有點昂貴，但是后續(xù)卻能減少很多的電費，節(jié)約能源。弗洛德磁懸浮鼓風機是整機一體式結構，可自動調速來達到精準曝氣。

　　磁懸浮風機和空氣懸浮風機都是采用永磁電機，目前永磁同步電機比異步電機更高效，更節(jié)能。永磁電機轉子中無感應電流勵班，電機的功率因數(shù)高，提高了電網的品質因數(shù)，使電網中不再需要安裝補償器。同時，因永磁電機的效率比較高，也節(jié)約了電能。磁懸浮鼓風機設備在運行過程中可大大減少電能，每個月可以省很多的電費，節(jié)約了資源，響應了低碳生活。

　　弗洛德環(huán)保是一家專注提供水處理節(jié)能環(huán)保裝備及系統(tǒng)解決方案的企業(yè)，核心團隊擁有15年以上水處理行業(yè)服務經驗，致力于幫助企業(yè)節(jié)能減排，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，迄今已服務于多家世界500強企業(yè)。我們的節(jié)能減排裝備廣泛應用于市政污水、紡織印染、石油化工、制藥食品、皮革造紙、脫硫脫硝、危廢處置、垃圾焚燒、鋼鐵冶煉等行業(yè)。

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羅茨風機改永磁風機：羅茨風機改造

　　首先，客戶改變了過去以調節(jié)出口閥門大小方式來調節(jié)風壓或風量的生產方式，勞動強度減輕，調節(jié)的及時性好，單機能耗明顯下降。經羅茨鼓風機節(jié)能改造,不但可達到節(jié)能目的,同時也可提高裝置的自動控制水平其次，客戶加裝了羅茨風機專用變頻器，變頻器對風機實行節(jié)能改造后具有以下幾點優(yōu)點：

　　1、提高功率因素，減少無功功率損耗 ;

　　2、采用變頻器控制具有自動節(jié)能控制功能，能根據(jù)負載情況自動調整電壓和頻率，使電機運行在較高效率狀態(tài)下;

　　3、變頻器具有先進的磁通矢量控制，低頻輸出額定轉矩，能對羅茨風機實行強有力的控制 ;

　　4、節(jié)約能源，降低運行成本;

　　5、實現(xiàn)軟啟動、啟動時無大電流沖擊;

　　6、延長螺茨風機的使用壽命。

羅茨風機改永磁風機：羅茨風機節(jié)能改造用空氣懸浮風機

　　羅茨風機節(jié)能改造用空氣懸浮風機

　　產品技術性能描述

　　空氣懸浮離心鼓風機，不需要齒輪箱增速器及聯(lián)軸器，由高速永磁同步電機直接驅動，而電機采用變頻器來調速。鼓風機葉輪直接與電機結合，而軸被懸浮于主動式空氣軸承控制器上。因為沒有物理接觸和無需潤滑油系統(tǒng)，所以空氣懸浮離心鼓風機具有高效，節(jié)能，低噪音，運行可靠和長期無需維修保養(yǎng)的特點。

　　懸浮離心鼓風機采用一體化緊湊型設計。葉輪，高速電機，變頻器，空氣軸承及其控制系統(tǒng)配有

　　CPU 微處理器的控制面板集于一體，提高了安裝，操作的便利性。為客戶大大節(jié)省能源和日常維護費用，提供清潔的作業(yè)環(huán)境。所以具有技術先進，

　　性能可靠，結構簡單，體積小，節(jié)約能源，維護方便等特點。

　　傳統(tǒng)鼓風機空氣壓縮機是以齒輪加速方式使用的，它需要齒輪，軸承和潤滑系統(tǒng)，

　　且機械摩擦產生有極大的能量耗損，機房地面污染,噪音等問題。韓國

　　NAMWON TURBO ONE 懸浮離心鼓風機解決了這些問題，它有 3

　　大核心技術：高效空氣懸浮軸承，永磁高速同步電機及變頻系統(tǒng)，鋁合金 AL7075（航空鋁材）精密制造的高精度葉輪。

　　（1）節(jié)能高效

　　韓國 NAMWON TURBO

　　ONE空氣懸浮離心鼓風機使用了空氣軸承，直聯(lián)技術，高效葉輪，永磁無刷同步電機，無額外的摩擦。風機根據(jù)輸出的（風量可調范圍

　　45-100%）自動調整電機功率的消耗，保持設備運行的高效率。

　　（2）無振動，低噪音

　　采用空氣軸承及直聯(lián)技術，無振動產生，風機不需要另外設置隔音裝置；設備重量輕，不需設置特別基礎，安裝布置簡單靈活。

　　（3）無潤滑油

　　風機采用了空氣軸承技術，系統(tǒng)不需要潤滑油系統(tǒng)，向電子，醫(yī)藥，食品等特殊行業(yè)提供干凈的空氣。空氣軸承使用溫度達到

　　600 度，油性軸承系統(tǒng)的所有弊端已成功解決。

　　(4）無需保養(yǎng)

　　沒有傳統(tǒng)風機所必需齒輪箱及油性軸承，我們所采用的一系列高新技術葉輪與電機不使用聯(lián)軸器，直接連接，智能控制系統(tǒng)。設備是無需保養(yǎng)，降低了用戶的維護成本，

　　提高供氣系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

　　（5）運轉控制便利

　　可在個人電腦上對風機轉數(shù)，壓力，溫度，流量等進行自檢并定壓運轉，負荷/無負荷運轉，超負荷控制，通過防喘振控制等實現(xiàn)無人操作。風機通過調整葉輪的轉數(shù)調節(jié)流量。根據(jù)吸入空氣的溫度和壓力變化，調整轉數(shù)可以輕易的調節(jié)流量。可以自動和手動調整流量。

　　（6）設備安裝空間小

　　空氣懸浮鼓風機設備重量輕，設備尺寸小，安裝簡便，可以大量地節(jié)省用戶的建筑及輔助電氣控制系統(tǒng)投資。

　　相關產品：羅茨風機節(jié)能改造用空氣懸浮風機

羅茨風機改永磁風機：羅茨鼓風機永磁調速改造

　　針對羅茨鼓風機類離心負載調速節(jié)能，永磁調速是一個不錯的選擇。它具有高可靠性、高效節(jié)能、低故障率、可在惡劣環(huán)境下運行、無剛性連接、減少羅茨鼓風機系統(tǒng)維護、減少羅茨鼓風機系統(tǒng)振動和延長設備適用壽命等特點。特別是永磁調速在運行中不產生高次諧波的優(yōu)良調速特性而使該技術成為羅茨鼓風機類設備節(jié)能技術改造的首選。

　　1、永磁調速的結構組成及工作原理

　　1.1永磁調速器

　　永磁調速器是通過氣隙來傳遞扭矩的設備，所以電機與負載之間沒有機械性連接，電動機旋轉時帶動導磁盤在永磁盤產生的磁場中切割磁力線，這樣就在導磁盤中產生了渦電流，進而產生感應磁場形成強力磁轉矩，拉動永磁盤產生相對運動，從而實現(xiàn)電機與負載之間的柔性傳動。

　　其基本結構如下：

　　1）永磁轉子：內嵌永磁體（強力稀土磁鐵）的鋁盤，連接于負載軸；2）導磁轉子：導磁盤，與電動機軸連接；3）氣隙調節(jié)機構：調節(jié)永磁盤與導磁盤之間氣隙大小的設備。

　　永磁調速的工作原理基于楞次定律：當磁體N極靠近導體板時，在導體板上會產生一個與N極磁場來抵抗磁體N極接近的磁場，該磁場由逆時針旋轉的感應電流所產生，這就是著名的楞次定律。同理當磁體N極平行與導體板移動時，導體板上會產生抵抗磁體N極前進的磁場，即產生兩個相反方向的磁場，在前進的磁體N極前方產生N極磁場阻礙磁體前進，在前進的磁體N極后方產生S極磁場吸引磁鐵棒向后，并且磁體和導體板距離越近時，導體板上阻礙磁體相對運動的力量越大。

　　1）對于磁體和導體板，靜止不動時不起作用；2）當有相對運動時，導體板中會產生渦電流，從而產生感應磁場，進而產生扭矩；3）和兩者之間的相對距離和相對運動有密切關系，越遠離時，磁力線密度越松散，感應效應越弱，扭矩越小；相對運動越慢，轉差越小，產生扭矩越小；反之亦然；4）永磁調速器通過氣隙調節(jié)機構使永磁轉子與導磁轉子之間的氣隙改變，即改變磁場的耦合度，進而改變磁轉矩和負載轉速。氣隙越小，磁轉矩越大，負載轉速越高，反之亦然。

　　1.2永磁調速系統(tǒng)

　　永磁調速系統(tǒng)一般由負載、電機和永磁調速器三部分組成，永磁調速器的永磁體和負載連接，永磁調速器的導磁體和電機連接，這兩個設備之間的氣隙通過一個執(zhí)行器來進行調整。執(zhí)行器主要由伺服電機組成。通過執(zhí)行機構推動氣隙調節(jié)器來調節(jié)兩個轉子之間氣隙，實現(xiàn)負載輸出速度和扭矩的控制。

　　永磁調速器可處理設備信號，并與PLC系統(tǒng)相連接。壓力等控制信號被PLC系統(tǒng)響應，然后給執(zhí)行器信號。進而調節(jié)兩個轉子之間的氣隙，從而負載速度得到調節(jié)。

　　1）傳感器可檢測負載流量、溫度等受控制量；2）通過PLC將受控量進行PID調制，成為4～20mA模擬量信號以驅動執(zhí)行機構，進而推動氣隙調節(jié)器響應信號；3）通過人機界面客戶可設定和監(jiān)視負載輸出量；4）該系統(tǒng)為全自動控制，當PLC故障時，可手動調節(jié)氣隙；5）通過PLC可實現(xiàn)遠程“四遙”；

　　2、永磁調速系統(tǒng)的節(jié)能原理

　　2.1特性曲線節(jié)能分析

　　在羅茨風機系統(tǒng)中，整個羅茨鼓風機系統(tǒng)的效率=調節(jié)風壓設備的效率*電機效率*輸送管道的效率*羅茨鼓風機效率。當其他效率不變時，系統(tǒng)效率決定于調節(jié)風壓設備的效率。風力擋板調節(jié)是通過調節(jié)擋板開度大小來實現(xiàn)輸出風壓的調節(jié)，羅茨鼓風機的轉速自始至終沒有發(fā)生變化。在風門擋板沒有全開或調節(jié)器為彎通型時，氣體經過風門擋板時能量損失非常大，同時風門擋板兩端產生壓差也很大，尤其是羅茨鼓風機出口的風壓變大，致使羅茨鼓風機偏離了最佳運轉效率點，綜上所述，擋板開度變小時，電機輸入功率變化不大，這樣造成了很大的能量浪費。

　　羅茨鼓風機在實際運行中，工作點是管網H-Q曲線與羅茨鼓風機H-Q曲線的交匯點。羅茨鼓風機在A點正常工作，當風量由Q1調至Q2，采用擋板調節(jié)風量時，管網特性曲線發(fā)生改變（由R1改變?yōu)镽2），其工作點也發(fā)生改變（由A調至B），進而其功率也發(fā)生微小的變化（由OQ1AH1所圍成的面積改變?yōu)镺Q2BH2`所圍成的面積），從上圖可看出羅茨鼓風機功率變化微小，而其效率降低很大；當采用永磁調速調節(jié)時，可按需要調整羅茨鼓風機轉速，改變羅茨鼓風機系統(tǒng)的特性曲線，圖中n1到n2，其工作點由A調至C，使其風量滿足工藝要求，其功率變?yōu)镺Q2CH2所圍成的面積，而其效率沒有大的改變，依然在高效區(qū)工作。節(jié)能量ΔP=（H2`-H2）*Q2。

　　采用永磁調速器技術，可以代替原來的風門擋板，通過調節(jié)兩個轉子之間的氣隙進而調節(jié)羅茨鼓風機的轉速。實現(xiàn)流量或壓力的連續(xù)控制，達到上述節(jié)電效果。

　　2.2節(jié)能調節(jié)公式

　　實際計算中，經常依據(jù)流體機械的相似定律（Affinity Law）做近似計算。對于離心羅茨鼓風機負載有：流量變化與轉速變化成正比（Q1/Q2=n1/n2）；壓力變化與轉速變化的平方成正比（H1/H2=（n1/n2）2）；負載功率變化與轉速變化的立方成正比（P1/P2=（n1/n2）3）。 上述公式因轉速變化范圍不同而有相當?shù)恼`差。然而，由于設備的實際運行數(shù)據(jù)很難準確獲取，節(jié)能計算一般來說均為大致計算。所以，計算中使用這些公式造成的誤差可以容忍。

　　又因負載功率P=Kp*T*n（功率=扭矩*轉速），則P1/P2=（T1/T2）*（n1/n2），與P1/P2=（n1/n2）3聯(lián)立得：T1/T2=（n1/n2）2（負載轉矩變化與轉速變化的平方成正比）。

　　對于永磁調速系統(tǒng)，工作過程中電機輸出到永磁調速器的轉矩和永磁調速器輸出到負載的轉矩相等。負載轉速改變，但電機轉速保持不變，電機轉速減去負載轉速即為永磁調速器上的滑差。理論上，永磁調速屬滑差調速。

　　電機輸出功率Pe=K*T*ne（功率=扭矩*轉速）；因電機轉速保持不變，容易推導出Pe1/Pe2=T1/T2=（n1/n2）2；即Pe1/Pe2=（n1/n2）2（電機輸出功率變化與轉速變化的平方成正比）。

　　從上圖可得出結果，當輸出風量減少時，按照相似定律，負載所需功率減少顯著，從而電機輸出功率下降明顯，對能源節(jié)約量很大。當輸出風量僅僅減少20%時，需要的能源已經降低了38%。

　　3、永磁調速節(jié)能實際應用

　　下面是某冶金企業(yè)采用永磁調速技術對一臺羅茨鼓風機進行節(jié)能改造的案例。

　　3.1羅茨鼓風機技術參數(shù)

　　3.2節(jié)能效益計算

　　1）目前實際功耗：電機功率=1.732*6（kV）*30（A）*0.84=261kW

　　2）加裝永磁調速器后功耗估算：50-30%風門開度下，從經驗曲線查取：實際流量與羅茨鼓風機額定流量平均比為60%。

　　由相似定律可知，轉速與流量為正比關系，將擋板全開后，羅茨鼓風機轉速下降至60%即可輸出所需要的風量，為維持必要的富余量以75%估算，則羅茨鼓風機輸入功率與轉速平方成正比，加計永磁調速器效率（97%）修正，所以理論功耗將降為：280*（75%）2/0.97=162kW（280kW為羅茨鼓風機滿負荷制動功率）。

　　3）加裝永磁調速器與未裝前相比的節(jié)電情況

　　3.3改造結果對比

　　4、結論

　　根據(jù)該項目的實施情況，永磁調速技術節(jié)電效果良好。該技術可以根據(jù)羅茨鼓風機風量的變化實行平滑變速調節(jié)，該項技術具有以下技術特點：

　　1）電機和負載沒有直接的物理連接，不會傳遞振動，對于沖擊型負載和有可能堵轉的過程具有通過滑差實現(xiàn)緩沖和自動保護功能，大大減少故障的發(fā)生。

　　2）電機完全是空載啟動，啟動電流得到大幅降低。

　　3）諧波污染消除，不傷害電機，不影響電網。

　　4）容忍較大的對中誤差（5mm），安裝調試過程得到簡化。

　　5）該項技術在現(xiàn)場應用中需要一定的技術條件。改造羅茨鼓風機需要有連軸器，同時電機和羅茨風機之間要有適當?shù)陌惭b空間。

羅茨鼓風機使用說明 除塵羅茨鼓風機 金豐羅茨鼓風機

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