インバータと磁気カップラについての説明
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最近、永久磁石に関するいくつかの記事を読みましたが、これはかなり極端な内容でした。フォーラム内の永久磁石の専門家たちがどのような意見を持っているか見てみましょう。1．はじめに 我が国の経済は現在、急速な発展期にあります。年間の工業生産総額が絶えず上昇するにつれて、エネルギー消費も大幅に増加しています。国内の工業発展のバランスが崩れているため、現在、工業生産における電力不足や高騰する電気代が、我が国の経済発展を深刻に制約しています。このため、**省エネ・排出削減の政策策定が提案されています。 現在、火力発電事業者の補助機器のエネルギー消費量は高く、さらに送電網は発電機群に対してピーク時の電力調整能力をますます求めているため、補助機器のエネルギー消費量は高止まりし、経済的効率の向上を大きく制約している。発電所の主要な補助機器であるファンにインバータ制御を導入することで、省エネ効果は非常に顕著です。したがって、優れた速度制御性能、充実した保護機能、顕著な省エネ効果、そしてDCS自動制御システムとのインターフェースを通じて自動調整を実現しやすいといった特長を持つ高圧インバーターによる省エネ技術は、発電所の誘引ファンなどの高圧・大容量回転機器の改修において広く活用されることになるでしょう。また、インバーター化により機器の制御性能が向上し、機器の安定した運転にも寄与します。インバータを使用することにより、省エネ効果が得られるだけでなく、機械装置には以下の利点もあります：(1) 高圧インバータの優れたソフトスタート／ストップ機能（回転数ゼロからの起動が可能）により、起動時の最大電流が定格電流を下回るため、**起動時の衝撃電流がモーターや送電網に与える影響が軽減されます。モーターの故障を効果的に減少させました。これにより、**モーターの点検間隔と使用寿命が延長される。同時に、衝撃負荷が電力網に与える悪影響も効果的に防ぐことができます；(2) 電動式に改造した後、元の調整用ダンパーを全開にすることで、その摩耗が減少し、ダンパーの使用寿命が延びる。また、メンテナンスコストも削減され、さらに風路の抵抗も低下する；(3) 電力変換改造後、力率を向上させることができ（電力変換後の力率は0.96に達する）、配線損失を低減できる；(4) 高圧インバーター特有のスムーズな制御により、ファンやモーターの機械的な摩耗が軽減されるとともに、ベアリングや軸受の温度も下がります。これによりメンテナンスコストが大幅に削減され、機器の使用寿命が延びます。 2、磁気カップラーについては、一般的に開度を調整することで流量を制御します。このような一般的な制御方法は流量や圧力を調整する効果はありますが、モーターは低負荷状態で動作するため、非合理的な運転となります。また、モーターの力率も低くなるため、電力網の電力品質に悪影響を与え、一定量の電力の無駄遣いも生じます。液力カップラーを用いた速度制御は、非効率的な制御方法であり、重大なカップリング損失やスリップ損失が存在し、エネルギー消費量が多く、速度制御の精度も悪い。さらに深刻な非線形性があり、運転が不安定で、メンテナンス作業も多大になる。インバータ制御によってモーターの回転速度を変える方法とは異なり、磁気カップラー（別名：永久磁石式速度調整装置）は、モーターとポンプの間に設置され、従来の機械的な接続ではなく磁力によってトルクを伝達するものです。システムが動作している間、モーターは常に定格回転数で動き、永久磁石式速度調整器を通じてポンプ本体の回転数を直接変更することで、水ポンプの出力流量を調節します。 磁気カップラー（永久磁石式速度調整器とも呼ばれ、実際には液力カップラーの改良版）を使用し、磁力によってトルクを伝達する（液力カップラーは液力によってトルクを伝達する）2006年にアメリカから国内に導入されたとされているが、その背景を見ると、磁気カップラーは実際にはアメリカ市場においてインバーターの発展により廃れてしまったため、中国市場でチャンスを探すしかなかったのだ！名前を永久磁石式速度調整器に変えた（概念のすり替え）が、以下の5つの主な理由から市場に受け入れられていない：1、改造の制約。これはモーターと負荷の間で速度を調整するもので、改造時には必然的にモーターや負荷の基礎を解体し、新たに基礎を打ち直す必要があります。（改造工事量は非常に大きい！）、しかし、ほとんどのモーターではシフトが制限されており、改造は不可能です！2、省エネが制限される。（低速時の伝達効率は非常に低いが、真の省エネは低速時こそ実現されるため、速度調整は可能でも省エネにはならない！「静翼可変軸流ファン」の調整方式の方が省エネ的だ）3、改造コストが高い（アメリカから導入されたとされており、液力カップラーと比べて確かに技術的に優れているため、中国市場での価格は非常に高く、高圧インバーターよりも高い市場価格であると言えるほどだ！非常に割高で、磁気カップラーを選ぶなら、液圧カップラーの方がずっとお得です！）4、力率。（インバーターによって電気システムの力率を0.95以上まで向上させることができるのに対し、磁気カップラーでは力率を向上させることは全く不可能だからです！）。5、起動方法。（磁気カップラーはモーターの無負荷時の工頻で直接起動する方式を採用しているため、高出力モーターを使用する場合には、起動時の衝撃電流が依然として非常に大きくなります！また、インバータはフル負荷で起動できるため、起動方法においては磁気カップラよりも明らかに優れている。近年、液力カップラーを取り外して周波数を変更するプロジェクトが多くあります。間もなく、磁気カップラーを取り外して周波数を変更するプロジェクトも出てくるでしょう！ 電力電子業界の継続的な発展、国産高圧インバータ技術および現場での運用経験の蓄積と向上に伴い、磁気カップラーという機器は間違いなく市場から姿を消すことになるだろう！
お尻が頭を決める。永久磁石カップラーと液力カップラーには全く関係がなく、何かのアップグレード版などというのはでたらめだ。 インバーターの寿命や信頼性の問題は、ユーザーを悩ませる問題です。私も、数年間インバーターを使用していた後に、それを新しいものに交換した例をいくつか知っています。修理に苦労し、いつ停止してしまうかわからず、耐用年数が来れば廃棄されてしまいます。 液力カップリングは既に十分に成熟しており、歴史は100年以上に及びます。国産の普通品は非常に安価で、価格競争が激しいため、コストを削減する目的でアルミ鋳造部品は焼きなましすら行われず、品質も平凡なものとなっています。ベアリングやシールに良いものを使わないとすぐ壊れる、典型的な中国製品だ。もちろん、目の肥えたユーザーは輸入ブランドを選びます。価格は、国産品の10倍くらいでしょう。 液力カップリングの効率はそれほど低くなく、最低でも約85％です。回転速度を67％に調整すると、回転速度がそれより高くなっても低くなっても、効率は向上します。全速時は約95％で、これにはテストデータがあります。損失分の3％はスリップによる発熱と機械的損失です。 液体カップルの回転速度と出力は非常に大きくなり、1万回転以上、1万キロワット以上に達することができる。 永久磁石式速度調整器は、低出力の場合は風冷式が採用され、構造や取り付けが液力カップルよりも簡単で、追加の冷却システムは不要です。ただし騒音がやや大きく、対策を怠ると100デシベルを超えることがあります。空冷式の高回転でもダメで、現在2極モーターはほとんど搭載されていません。それも騒音が大きく、ベアリングの寿命が短いからです。高出力の場合は水冷または油冷が必要で、システムは複雑になるが、速度制御性能は液体カップルほどではなく、速度制御に必要な力も液体カップルよりはるかに大きい。高出力と液体カップリング比には優位性がない。 液体カップルと永久磁石はクラッチとして使用できるが、これはインバータでは実現できない。 液体カップルと永久磁石の場合、速度制御後にモーターが低力率で動作するため力率補償がなく、見かけの電流が大きくなります。しかし補償を行えば、インバーターとの差はほとんどありません。 液体ダンパーと永久磁石は機械製品であり、正常に動作するため信頼性が非常に高く、回路部品や電気的干渉によって停止することはありません。 液体カップルは10年以上使っても問題なく、数年ごとに大規模なメンテナンスでベアリングを交換します。 永久磁石という製品は、確かに中国特有のもので、上にも劣り下にも劣ります。価格が高いのは、材料代や加工費が高いからで、たくさんの真鍮や強力な磁石が使われているからです。 永久磁石式速度調整器はマイグナが発明したものではなく、製造権を許諾されただけで、実際の発明会社はすでに廃業しています。マイグナはアメリカでうまくいっておらず、年々赤字を出しているため、中国人に売られたのだ。 一方、液体カップルは普通の鋼やアルミ合金を使用し、成熟した加工技術と量産により、価格も自然と安い。 販売量に関して言えば、現在は液圧アクチュエーターの多くがインバーターに置き換えられているものの、年間の生産額は依然として数億規模に達しており、それは実際の数字です。何しろ価格競争は非常に激しいからです。 永久磁石の年間生産額は5000万を超えず、修理量も多い。 周波数変換、データがありません。 私は1997年に液体カップルを手がけ始め、2010年からは永久磁石を扱い始めました。これら2つの製品を比較すると、やはり明確な違いがあります。 私は、液体アクチュエータの市場がなくなることはなく、淘汰されることもないと信じています。 永久磁石については、なんとも言えません。フォイトは、大型車両のソフトブレーキ用として永久磁石式ブレーキを開発しました。これは液圧式ブレーキや電磁式ブレーキにまた一つ競合する製品で、注目に値します。