近年來，永磁調(diào)速器作為一種新型的電氣調(diào)速系統(tǒng)，在電力傳動(dòng)行業(yè)引起了廣泛應(yīng)用，專門針對(duì)工業(yè)中大功率的風(fēng)機(jī)、皮帶機(jī)組、水泵類設(shè)備的調(diào)速系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有節(jié)電率高、可靠性強(qiáng)、柔性連接等優(yōu)點(diǎn)，尤其在振動(dòng)較大的惡劣環(huán)境下，可最大限度減少設(shè)備整體的振動(dòng)，而且具有維護(hù)低和使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，由于該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、控制簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境要求低，所以成為了排煙風(fēng)機(jī)及大型皮帶機(jī)類設(shè)備節(jié)能技術(shù)改造的首選。

1 排煙風(fēng)機(jī)中應(yīng)用永磁調(diào)速器的可行性分析及方案制定

車間原有2臺(tái)排煙風(fēng)機(jī)，電機(jī)配置YKK5003-6型6kV高壓異步電動(dòng)機(jī)，額定功率710kW，原采用YOTgcd875A型液力耦合器進(jìn)行調(diào)速，調(diào)速靈敏性不高，故障及漏油概率大。轉(zhuǎn)速通過調(diào)速型液偶連接至離心風(fēng)機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)振動(dòng)較大，噪音明顯，液偶發(fā)熱較大，溫度較高；因熔煉爐產(chǎn)能提升的需求，對(duì)2#排煙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)將進(jìn)行整體改造，風(fēng)機(jī)高壓電動(dòng)機(jī)功率由710kW提升至1120kW，風(fēng)量可達(dá)到600000m

/h，正常生產(chǎn)時(shí)僅運(yùn)行2#排煙機(jī)，1#排煙風(fēng)機(jī)零負(fù)荷備用。同時(shí)引進(jìn)技術(shù)先進(jìn)的繞組式永磁調(diào)速器，代替原有的液力耦合器，將轉(zhuǎn)差功率全部回收發(fā)電，通過整流、逆變及升壓功能，將回收電能回饋至電機(jī)端，從而起到發(fā)電及再利用的效果，并且無(wú)需設(shè)備循環(huán)水散熱，通過非接觸式傳遞轉(zhuǎn)矩，無(wú)摩擦磨損，振動(dòng)較小，具有節(jié)電率高，故障率低等特點(diǎn)。

1.1 熔煉爐煙氣系統(tǒng)及排煙風(fēng)機(jī)現(xiàn)狀

繞組永磁調(diào)速器由永磁轉(zhuǎn)子、繞組轉(zhuǎn)子以及控制系統(tǒng)組成的非接觸永磁傳動(dòng)技術(shù)。通過控制繞組中感應(yīng)電流的大小，實(shí)現(xiàn)調(diào)速、離合及軟起的功率，并將轉(zhuǎn)差功率轉(zhuǎn)變成電能引出反饋再利用，徹底解決了其他轉(zhuǎn)差類調(diào)速設(shè)備的溫升問題，高效節(jié)能

。

在鎳冶煉富氧熔煉爐的生產(chǎn)系統(tǒng)中，煙氣通過熔煉爐熔煉區(qū)，進(jìn)入立式膜式壁鍋爐進(jìn)行降溫，余熱鍋爐上升段長(zhǎng)度38m、下降段42m、水平段33.7m，通過余熱鍋爐后，進(jìn)入電收塵器，再通過排煙風(fēng)機(jī)進(jìn)入制酸煙道，由于富氧頂吹屬于強(qiáng)氧化過程，物料進(jìn)入熔池時(shí)，存在塊狀物料與煤粉，導(dǎo)致煙氣波動(dòng)量較大，在排煙機(jī)轉(zhuǎn)速不變的情況下，鍋爐出口負(fù)壓波動(dòng)差在60Pa以上，為了更好的解決生產(chǎn)系統(tǒng)煙氣和風(fēng)機(jī)負(fù)載不匹配的問題，目前有兩種操作規(guī)定，一方面可以通過調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)入口閥門開度調(diào)節(jié)煙氣負(fù)壓和煙氣量，另一方面通過調(diào)節(jié)液力耦合器執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)風(fēng)量。

1.2 繞組永磁調(diào)速器與其他調(diào)速器的比較及分析

（1）永磁調(diào)速器除了進(jìn)行正常調(diào)速外，可將轉(zhuǎn)差功率再利用于發(fā)電，系統(tǒng)節(jié)電率明顯高于變頻調(diào)速器，更高于液力偶合調(diào)速器、渦流永磁調(diào)速器。

（2）調(diào)速器主機(jī)與永磁電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)相仿，可靠性高。

（1）啟動(dòng)及調(diào)速電阻選擇：受調(diào)速原理限制，調(diào)速范圍無(wú)法實(shí)現(xiàn)零調(diào)速，通過加裝3級(jí)調(diào)速電阻進(jìn)行串電阻啟動(dòng)，通過切電阻實(shí)現(xiàn)調(diào)速器的穩(wěn)定啟動(dòng)，啟動(dòng)后切換至調(diào)速柜進(jìn)行調(diào)節(jié)，3級(jí)電阻作為備用調(diào)速裝置，當(dāng)調(diào)速柜出現(xiàn)故障后，自動(dòng)切換至串電阻進(jìn)行3級(jí)調(diào)速，可實(shí)現(xiàn)80%、85%、90%和100%的調(diào)速等級(jí)，保證調(diào)速系統(tǒng)的可靠性。

王平生提出，“鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的核心是解決我國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村農(nóng)民目前的不發(fā)達(dá)、不興旺、不富裕、不協(xié)調(diào)、不環(huán)保的‘三農(nóng)’問題，達(dá)到生產(chǎn)、生活、生態(tài)的‘三生’融合、協(xié)調(diào)發(fā)展，真正實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)發(fā)展、農(nóng)村變樣、農(nóng)民受惠，最終建成小康社會(huì)的美麗鄉(xiāng)村。”鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略要堅(jiān)持農(nóng)業(yè)農(nóng)村優(yōu)先發(fā)展，加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化。其重點(diǎn)是深化農(nóng)村土地制度改革，深化農(nóng)村集體產(chǎn)權(quán)制度改革，完善農(nóng)業(yè)支持保護(hù)制度，發(fā)展多種形式適度規(guī)模經(jīng)營(yíng)，培育新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)主體。

（3）回饋和逆變單元：永磁聯(lián)軸器中永磁轉(zhuǎn)子、繞組轉(zhuǎn)子之間存在轉(zhuǎn)差時(shí)，通過控制繞組中感應(yīng)電流的大小，實(shí)現(xiàn)調(diào)速、離合及軟起的功率，并將轉(zhuǎn)差功率轉(zhuǎn)變成電能引出反饋再利用，徹底解決了其他轉(zhuǎn)差類調(diào)速設(shè)備的溫升問題，高效節(jié)能。

采用電流突變量夾角余弦的直流電網(wǎng)線路縱聯(lián)保護(hù)方法//周家培,趙成勇,李承昱,許建中//(14):165

繞組式永磁調(diào)速器與其他調(diào)速器相比較。主要從技術(shù)性能、調(diào)速原理、設(shè)備可靠性、能效分析以及設(shè)備費(fèi)用等方面進(jìn)行考慮，并結(jié)合目前兩種技術(shù)在高壓電動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用情況，可以看出繞組式永磁調(diào)速器比其他調(diào)速器維護(hù)費(fèi)用低、現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性強(qiáng)、節(jié)能型高。因此，選擇了繞組式永磁調(diào)速器對(duì)頂吹排煙風(fēng)機(jī)進(jìn)行改造。

我們可以看出，和對(duì)照相比，側(cè)深施肥水稻成穗率高、每穴穗數(shù)增多、結(jié)實(shí)率高，沒有倒伏，比常規(guī)施肥畝增產(chǎn)4.4%—7.6%。另外側(cè)深施肥水稻沒有病蟲害，可提早抽穗成熟，使水稻結(jié)實(shí)期積溫相對(duì)較高，品質(zhì)較好。

1.3 調(diào)速系統(tǒng)的可行性

通過對(duì)有排煙風(fēng)機(jī)的勘察，對(duì)現(xiàn)有風(fēng)機(jī)進(jìn)行拆除，并安裝一套1120kW風(fēng)機(jī)，并在原有的配電室安裝永磁調(diào)速器電氣控制柜，考慮該風(fēng)機(jī)的重要性，在原有的電氣控制回路增加備用調(diào)速電阻器，若出現(xiàn)調(diào)速器電氣故障，可通過切電阻方式進(jìn)行應(yīng)急控制，永磁調(diào)速器監(jiān)控參數(shù)有控制柜輸出至車間現(xiàn)有的DCS控制系統(tǒng)，方便崗位進(jìn)行啟停及參數(shù)監(jiān)控。

1.4 繞組永磁調(diào)速裝置的可靠性

排煙風(fēng)機(jī)高壓開關(guān)柜電流互感器由100/5A增容至150/A，在高壓電動(dòng)機(jī)與風(fēng)機(jī)之間加裝永磁調(diào)速器。利用原有電纜橋架敷設(shè)高、低壓電纜，永磁耦合調(diào)速器系統(tǒng)的所有電氣設(shè)備安裝在配電室內(nèi)，電氣分布如圖1所示。

（2）電氣部分：中高壓變頻器控制的是全部功率，電流大、電壓高、器件多。而繞組永磁調(diào)速變流控制的功率只是總功率的一部分（轉(zhuǎn)差功率，最大不超過額定功率的14.815%），因此繞組永磁調(diào)速器比變頻器容量小、電壓低，電氣回饋單元相當(dāng)于一個(gè)低壓變頻器，可靠性高。

（3）運(yùn)行策略：正常運(yùn)行時(shí)，采用整流回饋的形式將轉(zhuǎn)差能量進(jìn)行高效回收利用，實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速；當(dāng)電氣控制部分出現(xiàn)故障或電網(wǎng)電能質(zhì)量波動(dòng)較大（低電壓穿越）時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)無(wú)縫切換至備用的電阻柜調(diào)速，可根據(jù)客戶要求配置多檔位電阻，實(shí)現(xiàn)定檔定速調(diào)速；再退一步考慮，若實(shí)際工況不能滿足無(wú)極調(diào)速和電阻調(diào)速運(yùn)行條件時(shí)，繞組線圈會(huì)自動(dòng)短接，直接切換至全速（工頻）運(yùn)行，以上三種電氣運(yùn)行模式均可全自動(dòng)無(wú)縫切換，互為備用，確保除塵風(fēng)機(jī)不會(huì)停機(jī)，保障安全生產(chǎn)。

（4）當(dāng)機(jī)械本體出現(xiàn)故障時(shí)，可以直接用備用的彈性直連銷將內(nèi)外轉(zhuǎn)子連接，作為彈性聯(lián)軸器來使用（機(jī)械本體基本不會(huì)故障）。

2 改造方案及實(shí)施

2.1 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備改造

（1）機(jī)械本體：是永磁電機(jī)結(jié)構(gòu)，具有電機(jī)的可靠性，本體繞組不通電，感應(yīng)電流不存在過流，并具有過載打滑保護(hù)功能。

2.2 可行性分析

本次改造將風(fēng)機(jī)進(jìn)行整體更換，將熔煉爐2#排煙風(fēng)機(jī)由710kW提升至1120kW，風(fēng)量可達(dá)到600000m

/h，正常生產(chǎn)時(shí)運(yùn)行2#排煙機(jī)，1#排煙風(fēng)機(jī)零負(fù)荷備用；利用原有動(dòng)力廠高壓開關(guān)柜，在現(xiàn)有的收塵配電室安裝永磁調(diào)速器電阻柜、調(diào)速柜、回饋柜、逆變變壓器，并將監(jiān)控參數(shù)上傳至現(xiàn)有DCS控制系統(tǒng)中。

理論計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)重要的研究課題便是設(shè)計(jì)適應(yīng)于計(jì)算機(jī)科學(xué)中的各種不同應(yīng)用場(chǎng)景的算法。算法指的是程序員通過特定的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一系列解決特定問題的清晰而明確的指令，使得計(jì)算機(jī)能夠在有限的時(shí)間以內(nèi)得出所符合設(shè)計(jì)要求的計(jì)算結(jié)果。

（2）調(diào)速單元：當(dāng)永磁調(diào)速器啟動(dòng)完成后，切換至調(diào)速柜運(yùn)行，三相整流橋?qū)⒔涣鬓D(zhuǎn)換成直流，再通過升壓變壓器實(shí)現(xiàn)調(diào)速控制。其中，斬波IGBT實(shí)現(xiàn)控制回路電流的調(diào)節(jié)，占空比越大，回路電流越大；升壓超過母線電壓以后，逆變單元將系統(tǒng)滑差功率逆變回電網(wǎng)。

2.3 永磁調(diào)速器選型

根據(jù)熔煉爐工藝情況，熔煉爐安裝2臺(tái)排煙風(fēng)機(jī)，正常生產(chǎn)時(shí)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到400-650轉(zhuǎn)之間，可滿足日常生產(chǎn)需要，經(jīng)過多方面的考察及技術(shù)對(duì)比，選用了江蘇磁谷科技的YQT系列繞組式永磁調(diào)速器

。

（3）無(wú)機(jī)械動(dòng)作、非接觸沒有摩擦和磨損的離合器功能；重載軟起動(dòng)功能強(qiáng)大；非接觸傳動(dòng)，隔離振動(dòng)和噪聲，非破壞式打滑過載保護(hù)；調(diào)速范圍廣，尤其負(fù)載低速運(yùn)行時(shí)，可保持額定轉(zhuǎn)矩運(yùn)行；多動(dòng)力單元驅(qū)動(dòng)，自動(dòng)均衡負(fù)載；對(duì)環(huán)境要求低。

2.1介入組術(shù)中出血量、手術(shù)時(shí)間、住院時(shí)間均顯著低于腹腔鏡組,各觀察指標(biāo)比較均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(p<0.05)。見表1。

（4）可長(zhǎng)時(shí)間以超低轉(zhuǎn)速（包括零轉(zhuǎn)速）大轉(zhuǎn)矩（額定轉(zhuǎn)矩以下）無(wú)級(jí)調(diào)速、調(diào)轉(zhuǎn)矩運(yùn)行。

村民和游客缺乏古村落保護(hù)的觀念，且村內(nèi)對(duì)村民和游客的不文明行為缺少管制，使古村的外部環(huán)境遭到污染和破壞，如街巷內(nèi)常有垃圾，衛(wèi)生環(huán)境較差；有些游客在建筑外墻面上亂涂亂畫；龍湖湖面綠藻橫生，漂浮垃圾，水質(zhì)渾濁。

2.4 參數(shù)調(diào)試

永磁調(diào)速器參數(shù)調(diào)試至關(guān)重要，通過多次啟動(dòng)及現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)速測(cè)試，設(shè)置“占空比下限”“投入占空比”“起動(dòng)時(shí)間”“占空比上限”等參數(shù)，啟動(dòng)時(shí)間安裝現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)機(jī)情況設(shè)定為30s，該段時(shí)間內(nèi)，轉(zhuǎn)速由0轉(zhuǎn)速升至100%后，由電阻切至調(diào)試器調(diào)速，逐步恢復(fù)設(shè)定負(fù)荷；調(diào)速系統(tǒng)可接受DCS控制信號(hào)，DCS控制信號(hào)包括“起動(dòng)／停止”的數(shù)字量DO信號(hào)和4～20mA調(diào)速模擬量AO信號(hào)，其次DCS控制系統(tǒng)可監(jiān)視永磁調(diào)速器各狀態(tài)及故障型號(hào)。

回顧改革開放40年中國(guó)城鎮(zhèn)住房供給側(cè)結(jié)構(gòu)性變遷的歷史演進(jìn)及其客觀規(guī)律是為了更加科學(xué)地全面深化新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義住房供給側(cè)改革，構(gòu)建中國(guó)特色社會(huì)主義住房供給制度。筆者認(rèn)為，這包括三個(gè)方面內(nèi)容：一是明晰新時(shí)代住房供給側(cè)改革的總體思路，二是提出新時(shí)代民生改善的基本方略，三是提出防范新時(shí)代住房金融風(fēng)險(xiǎn)的根本舉措。

2.5 投資與回報(bào)效益分析

永磁調(diào)速器外轉(zhuǎn)子與繞組內(nèi)轉(zhuǎn)子有速差時(shí)，在繞組中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)繞組接通后就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，通過整流、逆變及升壓功能，將回收電能回饋至電機(jī)端，從而起到發(fā)電及再利用的效果。

（1）針對(duì)永磁調(diào)速器改造前后耗電量及能耗的統(tǒng)計(jì)，液力耦合器耗電量統(tǒng)計(jì)，每輸送1kNm

煙氣需耗電2.85kW.h；永磁調(diào)速器耗電量統(tǒng)計(jì)，每輸送1kNm

煙氣需耗電2.47kW.h。合計(jì)年節(jié)約電費(fèi)4.2×0.51×11=23.56萬(wàn)元；

（2）水耗：液力耦合器使用DN100設(shè)備循環(huán)水冷卻，壓力0.4MPa，每年節(jié)約設(shè)備循環(huán)水3.14×0.05×1.0m/s×3600×24×330=223819.2m

,每立方設(shè)備循環(huán)水按照0.32元計(jì)算，每年可節(jié)約：0.32×223819.2=7.2萬(wàn)元；

（3）永磁調(diào)速器無(wú)需更換油脂，更換油脂及檢修費(fèi)用共計(jì)節(jié)約2萬(wàn)元；

共計(jì)每年可節(jié)約：23.56+7.2+2=32.76萬(wàn)元，預(yù)計(jì)4.6年可收回永磁調(diào)速器投資成本。

3 永磁調(diào)速器故障及優(yōu)化改進(jìn)

永磁調(diào)速器運(yùn)行1年多時(shí)間，總體運(yùn)行比較穩(wěn)定，未出現(xiàn)較大的設(shè)備故障，根據(jù)永磁調(diào)速器本身而言，主要為電氣故障，根據(jù)故障的重要程度劃分為一般故障及重要故障兩類。一般故障包括IGBT過熱（超過80℃)、本體過熱、本體振動(dòng)、碳刷磨損、變壓器報(bào)警、本體風(fēng)機(jī)報(bào)警；重要故障包括繞組過壓、繞組電流故障、母線過壓、逆變器故障、斬波單元故障。

3.1 故障處理

①一般故障：以報(bào)警節(jié)點(diǎn)信號(hào)的方式向DCS發(fā)出，控制室人員按照DCS控制系統(tǒng)提示，匯報(bào)車間維修人員進(jìn)行檢查，一般故障主要為本體進(jìn)氣濾網(wǎng)太臟堵塞、軸承缺少潤(rùn)滑油造成溫度較高、碳刷磨損較多等情況，故障處理完成后進(jìn)行復(fù)位，不影響系統(tǒng)作業(yè)，運(yùn)行過程中碳刷摩擦造成磨損，故碳刷應(yīng)每月進(jìn)行檢查。②重要故障：當(dāng)重要故障出現(xiàn)后，調(diào)速系統(tǒng)切換至電阻柜，并向DCS報(bào)告故障狀態(tài)，重要故障為輸入過電壓、欠電壓、缺相等故障，相應(yīng)的檢查故障原因。

由表4可以看出，古宇廟水庫(kù)在2011年之前的年均綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)較高，處于30≤TLI(∑)≤50，水質(zhì)狀況在中營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)內(nèi)，之后的年均綜合營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)指數(shù)TLI(∑)<30，屬于貧營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)呈好轉(zhuǎn)趨勢(shì)。

3.2 運(yùn)行過程優(yōu)化改進(jìn)

永磁調(diào)速器出廠時(shí)為50%～100%調(diào)速，調(diào)速范圍比較窄，生產(chǎn)負(fù)荷低時(shí)，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速過高，造成爐膛負(fù)壓太大，崗位工通過控制排煙機(jī)進(jìn)出口調(diào)節(jié)閥門進(jìn)行控制負(fù)壓，造成風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速高，能耗高的問題，車間工程技術(shù)人員和江蘇磁谷科技股份有限公司共同進(jìn)行研究，在永磁調(diào)速器至逆變器之間增加變頻變壓器，通過變頻單元采用的是升壓電路進(jìn)行調(diào)速控制，變頻單元根據(jù)控制功率劃分為380V、660V和1140V三個(gè)電壓等級(jí)，對(duì)應(yīng)的母線電壓分別為650V、1050V和1850V，因此對(duì)應(yīng)交流繞組側(cè)最大電壓為450V、770V和1370V。當(dāng)耦合器繞組輸出交流側(cè)電壓大于最大電壓時(shí)，需要采用串啟動(dòng)電阻軟起動(dòng)或者在耦合器與控制柜之間增加一個(gè)變頻變壓器進(jìn)行降壓的方式，將繞組端電壓降到最大電壓以內(nèi)，便于對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行調(diào)速控制。最低轉(zhuǎn)速由600rpm將至300rpm，完全滿足現(xiàn)場(chǎng)需求。

4 結(jié)論

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)使用情況，使用繞組永磁調(diào)速器原地取代液偶，使用更為穩(wěn)定，有效解決目前調(diào)速型液力偶合器運(yùn)行效率低下振動(dòng)過大、漏油、機(jī)械故障多、維護(hù)量大等問題，大幅減少維護(hù)成本，節(jié)能效果佳。

[1]彭凌云.永磁耦合器在環(huán)冷鼓風(fēng)機(jī)的應(yīng)用與故障分析.冶金設(shè)備管理與維修.2020.06.

[2]王旭.永磁調(diào)速器磁路設(shè)計(jì)與建模分析技術(shù)的研究[D].東北大學(xué),2013.