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永磁同步电机在泵上的应用

作者/出处: 网络 发布时间: 2018-12-05

永磁同步电机应用于设备动力是近十年来的事,目前常见到有加装有位置编码器的数控铣床、车床上用的伺服电机,以及注塑机上用的永磁同步电机。

永磁同步电机需要配套变频控制器,它和普通矢量变频器不一样,是直流变频技术,采用诸如模控制理论、自适应技术、闭环控制技术等无霍尔直流无刷电机控制的最新技术,可以以恒功率、恒转速、恒扭矩等工作方式工作,具有响应速度快,控制精确的特点,它在整个功率负载段输出功率曲线都平坦,电机效率方面的全段也都是高效率,这些都是其他电机所望尘莫及的。

永磁同步电机具有高效率,和一般常用功率的异步电机相比,效率要高很多,比单相异步电机效率高15-20%(永磁同步电机带变频控制器损耗),比三相异步电机的效率要高7-10%,如果三相异步电机也配用变频控制的话,相比效率就要高11-15%。泵的效率除泵体结构的特性外,主要是电机的效率,用了高效的电机作泵动力,泵的机组效率就高了。泵体一般效率是在50-70%,如果选用效率比异步电机高10%的永磁同步电机,那泵的机组效率就能提高5-7%。

永磁同步电机还有一个特点就是速度越高优势越明显,它的转速可以根据要求来设计,速度高时,电机体积小,耗材少,单位功率的成本低。普通异步电机的转速由磁极数决定,常用2极或4极,异步电机的转速在50Hz时2极的最高工作转速不会超过2900转/分,泵的叶轮的设计只能根据这个转速来设计。

如果再提高转速,则要采用矢量变频器对交流异步电机变频提速,但是变频的异步电机的体积重量还是小不了,效率也不能提高多少,是没法与同步电机的优良性能相比的。

永磁同步电机,可以提高电机转速,这个转速该高到如何呢,根据材料工艺来定,一般选4000至7000转/分为合适,如果把密封、轴承、轴、叶轮等关键材料以及加工工艺解决好,特别是叶轮、转子、轴等制作好,同心度高,高速运行时能平稳不震动,这样就可以把转速选定得更高,如10000转/分,这泵的性能就发生了质的变化,就是一个高科技的全新泵产品。

同步电机的恒转速功能使泵在电网电压变化时能使流量和扬程保持不变,能宽电压使用而保持工作的良好稳定性。

利欧泵业把普通三相异步电机换成永磁同步电机做过详细试验,把一台10方4个叶轮1.5KW的立式多级泵,换上5000转的同步电机,转速提高了5000/2850=1.7544倍,扬程是转速提高倍数的平方,1.7544*1.7544=3.08倍,流量是一次方倍,因此流量提高1.7倍,泵机组效率提高到62.8%,比原来电机效率提高近10个点,泵机组效率提高7个百分点,取得十分显著的节能效果。

杭州的南元泵业,用永磁同步电机替代各个机座号的三相异步电机,都取得了很好的效果,实验证明,泵用永磁同步电机替代三相异步电机后,在同转速3000转时,同机座的大小的同步电机是三相异电机功率的2.5倍,在4000转时,比同机座的异步电机 功率大4倍,电机效率都符合GB/T30253-2013的二级以上接近1级的标准。转速适当提高到4000转后,泵体缩短一半,节省了材料,降低了成本。



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