[发明专利]一种永磁调速器节能功率与节能率的计算方法

权利要求书

1.一种永磁调速器节能功率与节能率的计算方法，其特征是，该方法首先充分考虑永磁调速器传动特点，涡流在导体盘产生的涡流损耗以及各传动部件之间的机械磨损发热，建立简化传动分析模型；然后，依据传动模型对永磁调速器各端转矩的关系进行分析，进一步得到滑差功率与输入功率之间的关系；由于风机类，水泵类负载输出功率与转速存在一定关系，得到实际输出功率与额定功率的比值，从而得到永磁调速器总节能功率与总节能率的计算表达式；

该方法的具体步骤如下：

第一步 建立传动分析模型，分析转矩传递关系；

基于永磁调速器的工作原理和传动特点，简化并建立各传动部件之间的传动分析模型；分析永磁调速器输入轴与输出轴之间输入转矩与输出转矩的关系，公式为：

式中，ΔT₁为电机输出转矩和输入轴输入转矩的差值，ΔT₂为输入轴输入转矩与输出轴输出转矩的差值，T₀为电机的输出转矩，T₁为永磁调速器输入轴的输入转矩，T_L为永磁调速器输出轴的输出转矩，ω₁为输入轴的角速度，ω₂为输出轴的角速度，I为转动惯量；

在永磁调速器稳定工作时，有：

T₀＝T₁＝T_L (3)

第二步 计算滑差功率；

电机传递给负载的功率可分为两部分，一部分是导体盘产生的涡流与永磁体磁场相互作用进而拖动负载的功率，另一部分是由导体盘涡流损耗产生的功率，即滑差功率；

设：n₁为永磁调速器输入轴转速，n₂为永磁调速器输出轴转速，s为转差率，则有：

根据各传动轴转矩的相对关系，设P₁为永磁调速器输入功率，P₂为永磁调速器输出功率，ΔP₁为滑差功率，各部分功率表达式为：

第三步 计算负载运行功率差；

在实际工况下，实际风机类负载运行功率与输出轴输出功率存在差异；根据风机类，水泵类负载的传动特性，考虑永磁调速器存在磨损，漏油等情况，风机、水泵类负载的功率表达式为：

P₃＝kn₃³ (8)

k＝NρR⁵ (9)

式中，k为负载功率与转速三次方之间的系数，N为功率准数，与风机类、水泵类负载尺寸参数相关，ρ为介质密度，R为负载搅拌器直径，n₃为负载实际运行的转速，P₃为风机、水泵类负载的实际功率；

永磁调速器输出轴功率与负载实际功率的功率差表达式ΔP₂为：

第四步 计算总节能功率与总节能率；

依据滑差功率和输出轴功率差的表达式，永磁调速器的总节能率δ及总节能功率ΔP为：

式中，δ₁为由滑差功率引起的节能率，δ₂为实际输出轴功率差引起的节能率。