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一种全新永磁传动技术□ 刘廷安美国 MagnaDrive 公司研发的全新永磁传动技术在不到 10 年的时间里传遍全球，该技术 2008 年进入中国市场， 到现在为止有 10 多家大型公司应用了这项技术。为了尽快推动这项技术在中国扩大应用，现将这种传动技术的 发展历程与产品简介、工作原理、分类特点以及适用场合与市场现状等做了较详细的说明，供参考。发展历程1999 年美国波音商务飞机制造公司前董事长 罗恩·伍德先生发起在华盛顿州贝尔维尤市成立 了 MagnaDrive 公司。这家公司开发出的传动技 术利用高功率钕铁硼永磁产生感应电动势，用来 传递转矩。系统中把电动机和负载两个部件从物 理上分开 ：把磁盘放在负载轴上，把导体盘放在 电动机轴上。将电动机转矩通过一个空气隙传递 给负载。MagnaDrive 共有两大类产品 ：永磁调 速传动装置（ASD）和耦合器。前者改变磁盘和 导体盘之间的空气间隙，从而改变磁场强度，这 样能控制输出速度。后者作为恒转矩应用的耦合 器。正因为这项新技术具有独特的优点，2002 年 获得了美国能源部的资金支持。同年美国造纸厂 将这项技术成功地应用在纸浆泵上。也是在这一 年耦合器产品应用于汉诺威新型空压机上。2004 年通过了美国海军最严格的 9-G 振动试验，次年 就获得了美国海军的订单。2006 年被美国德勤公 司评为北美进步最快的技术公司 500 强，同年该 公司产品用于杜克能源核能项目上。2008 年进入 中国和南非市场。2010 年中国鞍山钦元节能设备 制造有限公司注资成为该公司的最大股东。2011 年在中国建立了生产基地。2012 年北京公司成立。永磁调速器图1 工作原理安装在电动机轴上的导体盘随电动机旋转，它 切割永磁盘产生的磁力线，在导体盘中产生感应电 动势，从而产生涡流，此涡流也会在导体盘周围产 生感应磁场，按照楞次定律，这个磁场是阻碍引起 感应电流（涡流）的磁通量变化的。磁盘永磁产生 恒定磁通，它在导体盘的磁通量也是恒定的，正因 导体盘旋转才使磁通变化，不让它变化，只有使磁 盘与导体盘一起同步旋转，这样就通过空气间隙使 磁盘也就是负载和电动机轴一起旋转了。电动机与 负载无需任何物理连接就通过空气间隙把转矩传递 给了负载。为什么调节空气间隙能调速呢？众所周知， 电磁转矩大小与磁通成正比。磁通与空气间隙成 反比，调节空气间隙，能调节磁通，也能调节电 磁转矩，这样就可以调速了。这是一种通过空气间隙调速的独特方法，能 适用各种恶劣作业环境，抗干扰能力强，能满足 各种负载要求，特别是节电等优点是现有的任何 调速装置所不具备的。除此而外，该公司还利用磁性传动原理生产 磁性耦合器。它是以恒速度应用，利用空气间隙 把电动机与负载隔离开。这样就消除了振动传递， 防止设备损坏与停机以及不需要在安装时用激光 对中。实际使用中不需要维护，每年只在设备作业中进行一次检查就行。电机执行器风机水泵 或其他 负载 设备风量、流量 或其他控制 信号ASD 自 动 化 控制流程图MagnaDrive 产品分类MagnaDrive 公司的永磁产品分为两大类 ： 永磁调速传动装 置（ASD）和永磁耦合 器。而 控制/反馈信号(4-20mA)人机界面PLC遥控控制/反馈信号永磁耦合器又分为四种类型 ：经济型永磁耦合器（MGE），标准型永磁耦合器（FGC），延迟型永 磁耦合器（MGD）和限矩型永磁耦合器（MGTL）。642014·01永磁调速传动装置（ASD）这种传动装置由三部分组成 ：一是与负载连 接的永磁体，二是与电动机连接的导体，（这两个 转动体之间有空气间隙），三是带有控制装置的执 行器，（控制方式有两种 ：手动控制和信号电控）。 其自动化控制流程图如图 1 所示。通过执行器调 节两个转动体之间的空气间隙大小，调节输出转 矩，实现负载输出速度控制。这种装置是通过转矩实现速度控制的，电 动机传给永磁调速传动装置上的转矩和永磁调速 传动装置传到负载上的转矩是相等的。这样就可 以根据负载实际运行的转矩大小来调整电动机输 出转矩。负载要求转矩小，电动机输出转矩就小， 相应输出功率也小。当 ASD 接到一个控制信号 如压力、流量、液面高度等信号后，传给执行器 的控制装置，经过对信号识别与转换，产生一个 操作指令，执行器调节导体盘和永磁盘之间的空 气间隙，从而按照负载要求，实时自动地调节 ASD 输出的转矩，最终使电动机的输出功率刚好 满足负载要求。实现了电动机节能和提高电动机 工作效率。ASD 适用于需要对负载进行过程控制， 替代变频器进行节能改造以及不用控制电动机直 接对负载进行控制的场合。永磁耦合器1. 经济型永磁耦合器（MGE）如图 2 所示，这种耦合器是由两个独立的没图2 图3 标准型永磁耦 合器结构图有任何接触的转子组