張龍威

中國石化茂名石化公司，中國·廣東 茂名 525000

1 引言

盤式永磁調(diào)速器和普通的永磁調(diào)速器相比原理存在一定的差異性，安裝技術(shù)和維護技術(shù)有所不同，因此在應(yīng)用的過程中應(yīng)重點分析二者的不同之處，掌握相關(guān)的技術(shù)要點和應(yīng)用方式，確保盤式永磁調(diào)速器設(shè)備的高效化、合理性運行。

2 盤式永磁調(diào)速器的原理分析

設(shè)備主要是由筒狀導(dǎo)體轉(zhuǎn)子、永磁轉(zhuǎn)子和調(diào)節(jié)器部件所組合而成，其中的筒狀永磁轉(zhuǎn)子部件在筒狀導(dǎo)體轉(zhuǎn)子的內(nèi)部區(qū)域，相互之間沒有硬連接，主要利用空氣進行間隔，安裝在相互對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸上面，呈現(xiàn)出獨立性運轉(zhuǎn)的狀態(tài)。筒狀導(dǎo)體轉(zhuǎn)子部件會沿著軸線的方向，和筒狀永磁轉(zhuǎn)子相互有著對應(yīng)的位置，通過調(diào)節(jié)器部件完成各項操作，使得兩者的嚙合面有所變化，按照標準自動化調(diào)整傳遞轉(zhuǎn)矩的規(guī)格。筒狀導(dǎo)體轉(zhuǎn)子部件主要安裝在原動機輸入軸上面，筒狀永磁轉(zhuǎn)子部件安裝在原動機的負載端輸出軸上面，在前者進行旋轉(zhuǎn)的情況下，二者都會有著相互對應(yīng)的運動，在永磁廠的作用之下前者會生成旋渦，形成永磁廠、感應(yīng)磁場的作用，軀體筒狀導(dǎo)體轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子部件向著同樣的方向運作，最后將輸入驅(qū)動一段的軸所產(chǎn)生的軸距傳遞給負載一段的輸出軸上面。在此過程中嚙合的面積直接影響負載端輸出的轉(zhuǎn)矩，在嚙合面積很小的情況下扭矩也會有所減小，嚙合面積較大的情況下扭矩會有所提升。并且設(shè)備的運行還會利用調(diào)節(jié)器部件直接作用在筒狀永磁轉(zhuǎn)子部件中，使其可以沿著軸向的方向往返運作，嚙合的面積發(fā)生改變，在嚙合面積處于0 的時候傳遞扭矩也會變成0，此情況下兩個轉(zhuǎn)子會脫開，筒狀永磁轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速是0，也就是負載轉(zhuǎn)速變成0[1]。

3 盤式永磁調(diào)速器的技術(shù)

3.1 安裝技術(shù)措施

實際工作中為確保盤式永磁調(diào)速器的合理安裝和維護，應(yīng)掌握以下幾點技術(shù)措施：

①對于盤狀的永磁調(diào)速器設(shè)備，應(yīng)將有效調(diào)速范圍控制在41%～97%左右，筒狀類型的設(shè)備范圍控制在1%～97%左右，以免出現(xiàn)有效調(diào)速的問題[2]。

②盤狀設(shè)備在啟動方面設(shè)置輕載啟動的模式，筒狀設(shè)備啟動過程中設(shè)置零負載的啟動模式。

③盤狀設(shè)備保護方面不可以出現(xiàn)負載完全脫開的現(xiàn)象，只能進行部分脫開，而對于筒狀設(shè)備可以完全進行脫開處理，達到全面保護的目的。

④盤狀設(shè)備必須要保證氣隙均勻性，將兩邊范圍的誤差控制在1mm 之內(nèi)，以免在軸向中形成附加荷載，避免對軸承造成損害，為預(yù)防問題也不能使用軸向竄量很高的軸承系統(tǒng)，以免影響設(shè)備的正常運行和使用。筒狀設(shè)備則可以將軸向竄動量控制在10mm 之內(nèi)，不會出現(xiàn)附加的荷載[3]。

⑤普通永磁調(diào)速器設(shè)備使用的是角行程電動執(zhí)行器設(shè)備，通過連桿和永磁調(diào)速器的推拉機構(gòu)之間相互銜接，調(diào)試工作非常煩瑣，占地面積也很大，而在盤式永磁調(diào)速器設(shè)備中使用的是直行程電動執(zhí)行器部件，能夠直接安裝在主傳動軸上，不僅能夠降低占地面積，還能為安裝調(diào)試工作提供一定便利，安裝期間只需要按照設(shè)計圖紙、規(guī)范標準、設(shè)備性能的要求等執(zhí)行工作即可，保證整體設(shè)備的安裝質(zhì)量。

⑥導(dǎo)體在運行過程中會出現(xiàn)熱能傳遞的現(xiàn)象，為預(yù)防熱量過高出現(xiàn)設(shè)備性能問題，需要安裝具備一定散熱功能的永磁調(diào)速器，對于盤狀類型的設(shè)備發(fā)熱之后主要是從側(cè)面散熱，控制的難度較高，而筒狀類型的設(shè)備可以從外圈的位置散熱，能夠提升控制的便利性，因此需要盡可能采用筒狀類型的永磁調(diào)速器部件。

3.2 控制技術(shù)措施

①合理設(shè)置氣隙調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)。通常情況下盤式永磁調(diào)速器設(shè)備的原動一側(cè)主要是導(dǎo)體部件、電動機設(shè)備、變頻器設(shè)備相互連接，在電動機轉(zhuǎn)動的過程中會帶動導(dǎo)體同軸運行，此情況下導(dǎo)體會處于水平方向不變的狀態(tài)，因此可以將其看做是定子。而從動一側(cè)主要涉及永磁體的結(jié)構(gòu)、支撐鋼盤的結(jié)構(gòu)，在永磁場和感應(yīng)磁場的共同作用之下被牽拉轉(zhuǎn)動，水平方向?qū)用婺軌蜻M行調(diào)節(jié)，因此可以將其當做是轉(zhuǎn)子。在設(shè)置氣隙調(diào)節(jié)裝置的過程中，可以使用絲杠促使轉(zhuǎn)子符合直線運動的標準要求。其中絲杠裝置屬于能夠?qū)⒒剞D(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變成為直線運動的部分，目前在工業(yè)生產(chǎn)過程中廣泛使用，在調(diào)速期間將絲杠的一端和控制機構(gòu)之間相互銜接，另外一端和轉(zhuǎn)子之間相連，能夠?qū)⒖刂茩C構(gòu)的回轉(zhuǎn)運動形式轉(zhuǎn)變成為轉(zhuǎn)子進行水平直線的運動，這樣可以確保定子、轉(zhuǎn)子的氣隙厚度調(diào)節(jié)效果有所提升，達到良好調(diào)速的目的。

②考慮到盤式永磁調(diào)速設(shè)備在運行期間需要具備實時性、快速性的響應(yīng)，因此使用直流力矩電機設(shè)備當做是控制電機，此類設(shè)備的轉(zhuǎn)速很低、扭矩較高、響應(yīng)速度很快、力矩波動問題很少，能夠確保設(shè)備與系統(tǒng)的高效化運轉(zhuǎn)。

③重點將電磁理論作為基礎(chǔ)部分，優(yōu)化改善盤式永磁調(diào)速器結(jié)構(gòu)設(shè)計和磁路設(shè)計，按照設(shè)備磁性能容易受到結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響，因此需要全面優(yōu)化磁極參數(shù)、磁極厚度參數(shù)、氣隙厚度參數(shù)等，采用瞬態(tài)磁場仿真分析的方式明確優(yōu)化之后設(shè)備的運行情況，確保整體優(yōu)化改良的效果，發(fā)揮先進控制措施的作用。

④將分離變量法作為基礎(chǔ)部分，創(chuàng)建盤式永磁調(diào)速器設(shè)備磁場數(shù)學模型、轉(zhuǎn)矩數(shù)學模型、渦流數(shù)學模型等，和仿真模擬的結(jié)果相互對比，對模型的合理性進行驗證，在此之后以模型為基礎(chǔ)分析設(shè)備渦流發(fā)熱的問題，引進強制風冷散熱的技術(shù)和控制系統(tǒng)，增強設(shè)備的散熱效果。

⑤采用ADRC 控制措施將雙電機設(shè)備當做是二階或是一階對象，創(chuàng)建二階ADRC 控制器機制，針對雙電機進行有效的控制，同時設(shè)計速度回路方面的ADRC 控制器，搭建調(diào)速系統(tǒng)、開展仿真分析工作，明確ADRC 控制器運行過程中的響應(yīng)速度情況、擾動消除的情況等，最終明確能夠應(yīng)用的ADRC 控制器技術(shù)，增強盤式永磁調(diào)速器設(shè)備的控制效率，預(yù)防出現(xiàn)設(shè)備運行的不足或是缺陷問題。

4 結(jié)語

綜上所述，盤式永磁調(diào)速器設(shè)備的運行原理和普通的永磁調(diào)速器設(shè)備存在一定的差異性，因此在設(shè)備安裝的過程中應(yīng)按照不同部件、設(shè)備的特點合理進行安裝處理，選擇運行效果、性能較高的筒狀調(diào)速器部件，增強盤式永磁調(diào)速器的運行穩(wěn)定性。同時還需創(chuàng)建先進的設(shè)備控制系統(tǒng)，完善其中的調(diào)速控制裝置、設(shè)備優(yōu)化技術(shù)模式，利用綜合性的技術(shù)措施提高盤式永磁調(diào)速器運作性能、氣隙厚度控制的可靠度、設(shè)備運作的穩(wěn)定性，確保設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)中的高質(zhì)量應(yīng)用。