磁力轴承:能源效率的吸引力|压缩空气最佳实践manbetx王者荣耀

作者:Mark Hinckley, SKF战略产业战略项目总监

随着可持续万博足球网站性和能源效率目标比以往任何时候都更加严格，磁轴承正在吸引许多行业工程师的注意，提供了从提高性能到延长寿命的一系列优势。

在今天的工业世界中，优先事项正在发生变化。越来越多地，环境影响和能源成本正在影响我们的优先事项和我们所做的决定。此外，生产力，效率，最小化方差，扩大保证和管理总体拥有成本正在推动消费者的选择。

我们的世界和我们的生计日益与全球状况联系在一起。无论是在财政上还是在环境上，通过提高我们利用自然资源的效率和一致性，我们都将获得越来越多的好处。SKF通过其BeyondZero™计划，旨在通过提供具有增强环境特性的新技术、产品和服务，提高其解决方案对环境的积极影响。客户希望确保他们购买的产品和设备不仅是坚固可靠的，而且是创新和可持续的。我们正在走向一个更负责任的行业，能够满足所有这些需求的产品比以往任何时候都更受重视。

随着世界耗水量预计到2020年的含量约为50％*，生物废水厂正在寻找更有效，节能的水处理技术。曝气鼓风机系统提供资产改进的主要机会。（*来源：www.theworldwater.org）

SKF曝气马达

一种曝气鼓风机永磁电机制造技术

曝气鼓风机系统的磁性轴承

在传统的污水处理设施中，曝气鼓风机系统可占工厂总能耗的40%以上。一个典型的中型曝气系统用2到5个鼓风机运行，用来将空气吹入槽中，这样细菌就可以分解有机废物。对于每一台鼓风机，能源消耗占其整个生命周期成本的80%。

减少曝气鼓风机的能源需求将有助于工厂减少能源成本和二氧化碳排放。SKF的高速永磁电机解决方案利用磁轴承已经使这成为可能。

磁性轴承系统代表了一种旋转设备支持的创新方法，实现了传统滚动元件或流体膜轴承技术以前不可能的性能水平。磁轴承是一种非接触技术，因此它们提供了一系列重要的益处，从几乎零摩擦，积极的振动控制，降低能耗和消除轴承磨损。此外，可以以与传统技术无法认可的速度运行。磁轴承是在污染敏感的过程中使用的理想选择，因为已经消除了润滑和维护的需要。例如，半导体制造和气密密封的制冷压缩机的真空室内的应用可以并确实受益于这种技术的使用。

与SKF在现实世界的成功

法国的一个污水处理设施
已经用四个80千瓦运营
叶片式鼓风机有几个问题，
包括频繁故障，高
能耗高，噪音大，还有
治疗过程问题。更换后
该叶式鼓风机配有两台新型离心风机
吹风机的特点是SKF高速
永磁电机解决方案
结果立竿见影，而且引人注目。

采用变频风机
SKF溶液简化了调节
流速，改善处理工艺
显著。噪音水平从110dBA降至70dba，维护需求下降
大幅减少。
最重要的是能源使用的减少
更令人印象深刻。仅仅一年之后
在运行中，鼓风机配备了
SKF解决方案减少工厂二氧化碳排放量375
吨和运营成本为5.4万欧元

使用SKF解决方案节省一年时间:

5.4万欧元的能源成本
500年000千瓦时
375吨二氧化碳

磁轴承的工作原理

磁性轴承背后的概念已经存在多年，并且长时间使用该技术的使用仅限于极其专业化，独特或超高速应用。磁性轴承技术的开发以及计算能力的进步已经看到控制系统的尺寸减小，系统性能的增加使磁轴承成为许多工业应用的绝佳选择。manbetx客户端12-5下载

磁轴承系统中有三个关键部件共同工作以达到这种新的性能水平。首先，磁轴承本身由静止(定子)组件和旋转(转子)组件组成。这些组件创建磁场，将支持和控制转子的位置。第二个组件是位置传感器。这些传感器连续监测轴承转子相对于轴承定子的位置。第三个部件是磁轴承控制器(MBC)。这是系统的“大脑”，从位置传感器获取数据，并决定它应该向每个磁轴承传递多少能量，以保持系统稳定和处于控制之下。

所述磁轴承定子由一堆用铜线缠绕而成的电磁铁组成。在运行中，电流被供应到每个线圈的电线产生一个吸引力，使轴承内的轴悬浮。MBC将精确的电流水平应用到由定位传感器的监测信号确定的线圈上，以便在整个机器的操作范围内保持轴在所需的位置。根据应用情况，轴承转子和定子之间通常有0.5至1毫米的气隙。

位置传感器记录轴(转子)位置的任何变化。这种位置的变化被传送回处理信号的MBC;控制器决定必要的响应应该是什么，然后从MBC的放大器开始响应。这个响应应然后调整磁力在相应的电磁铁，以使轴回到中心。

这个过程一遍又一遍地重复。在许多应用中，传感器的采样率可以达到每秒15000次，或15khz。取样率高是因为当转子靠近磁铁时，对磁铁的功率保持不变，引力会随着间隙的减小而增大。因此，系统不断调整来自电磁铁的磁力，以保持转子在所需的位置。

磁性轴承的应用

对于离心式鼓风机来说，很少有技术能与永磁电机(PMM)、主动磁轴承(AMB)和变速驱动器(VSD)的能源效率和可靠性相媲美。SKF设计了这种先进的组件和技术的组合，作为一个完整的一揽子解决方案，可以帮助制造商简化产品设计、开发和组装。

永磁电机

低能耗和制冷要求
高速能力在紧凑的设计
在全负荷和部分负荷下，比传统电机节能10%以上
直接驱动配置消除变速箱和油
优化的轴几何形状可容纳具有鲁棒转子动力学的大型叶轮

主动磁轴承

适应即时和频繁启动和瞬态浪涌力
主动控制系统提manbetx客户端12-5下载供无振动性能
能够超过40 000rpm的速度
悬浮旋转部件，无摩擦和润滑性能
组合的径向和轴向轴承模块使包装紧凑，性能强劲

磁轴承控制器

跟踪和记录转子位置高达每秒15 000次
控制转子位置到微米大小的轨道内
通过调整提供给每个电磁铁的功率，连续修正转子位置
用于集成到鼓风机控制系统的仪表manbetx客户端12-5下载

MBC在正常操作期间收集和分析的数据可用于帮助监控和评估系统的性能。传统的外部振动监测设备需要收集这种信息，而是用磁轴承，它是解决方案的一部分。这种主动监控不仅有助于提高机器可靠性，而且还可以基于对特定过程所知的内容来实现更好的决定。您能够衡量的是，您能够改进，因此使用此处捕获的测量允许故障排除和系统增强活动。

通过悬浮旋转部件，SKF磁轴承实现无摩擦系统，无需润滑。其结果是一系列无油电机解决方案，可提供75至350千瓦的功率。作为全球领先的高速永磁电机供应商，SKF可以从一个来源提供完整的标准化包装。

与传统的凸叶式鼓风机相比，采用SKF高速永磁电机解决方案的曝气鼓风机可以提供:

更低的总拥有成本(TCO)