在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活的各個方面,泵的應(yīng)用隨處可見,在許多設(shè)備上也有泵的使用,泵在能耗方面是僅次于動力電機的設(shè)備能耗,是耗能大戶。在當前節(jié)能減排的嚴峻形勢下,降低泵的能耗,對節(jié)能減排有著重大的意義。 泵主要有離心泵、旋渦泵、混流泵、軸流泵等。各種泵的葉輪在泵體里的電機軸上,電機旋轉(zhuǎn)作功使液體提升,電機是泵的最重要部件。泵的電機常用有單相異步電機和三相異步電機,是一種感應(yīng)電機。。 永磁同步電機應(yīng)用于設(shè)備動力是近十年來的事,目前常見到有加裝有位置編碼器的數(shù)控銑床、車床上用的伺服電機,以及注塑機上用的永磁同步電機。機床上用的是需要精準位置定位的伺服電機,考慮主要在于功能性方面,而注塑機上用的永磁同步電機則主要是為了節(jié)能提高效率而裝的。永磁同步電機在其他設(shè)備方面的應(yīng)用還是比較少見。 本公司生產(chǎn)的永磁同步電機是在泵上的應(yīng)用。永磁同步電機需要配套變頻控制器,它和普通矢量變頻器不一樣,是直流變頻技術(shù),采用諸如??刂评碚摗⒆赃m應(yīng)技術(shù)、閉環(huán)控制技術(shù)等無霍爾直流無刷電機控制的最新技術(shù),可以以恒功率、恒轉(zhuǎn)速、恒扭矩等工作方式工作,具有響應(yīng)速度快,控制精確的特點,它在整個功率負載段輸出功率曲線都平坦,電機效率方面的全段也都是高效率,這些都是其他電機所望塵莫及的。永磁同步電機具有高效率,和一般常用功率的異步電機相比,效率要高很多,比單相異步電機效率高15-20%(永磁同步電機帶變頻控制器損耗),比三相異步電機的效率要高7-10%,如果三相異步電機也配用變頻控制的話,相比效率就要高11-15%。見電機負載特性表。泵的效率除泵體結(jié)構(gòu)的特性外,主要是電機的效率,用了高效的電機作泵動力,泵的機組效率就高了。泵體一般效率是在50-70%,如果選用效率比異步電機高10%的永磁同步電機,那泵的機組效率就能提高5-7%。 永磁同步電機還有一個特點就是速度越高優(yōu)勢越明顯,它的轉(zhuǎn)速可以根據(jù)要求來設(shè)計,速度高時,電機體積小,耗材少,單位功率的成本低。普通異步電機的轉(zhuǎn)速由磁極數(shù)決定,常用2極或4極,異步電機的轉(zhuǎn)速在50Hz時2極的最高工作轉(zhuǎn)速不會超過2900轉(zhuǎn)/分,泵的葉輪的設(shè)計只能根據(jù)這個轉(zhuǎn)速來設(shè)計。如果再提高轉(zhuǎn)速,則要采用矢量變頻器對交流異步電機變頻提速,但是變頻的異步電機的體積重量還是小不了,效率也不能提高多少,是沒法與同步電機的優(yōu)良性能相比的。根據(jù)流體力學(xué)的原理,離心泵、旋渦泵、混流泵、軸流泵等葉子泵,提高轉(zhuǎn)速可以提高揚程和流量,流量是轉(zhuǎn)速提高倍數(shù)的1次方,而揚程則是轉(zhuǎn)速提高倍數(shù)的2次方,可以看出,提高轉(zhuǎn)速對提高泵的揚程和流量效果顯著,對改善泵的性能大有好處,而高速的永磁同步電機比低速的常規(guī)轉(zhuǎn)速的永磁同步電機,在體積上成本上更具優(yōu)勢,在性能上也同樣有優(yōu)勢。提高轉(zhuǎn)速起到了這兩方面的利好,這個轉(zhuǎn)速該高到如何呢,根據(jù)材料工藝來定,一般選4000至7000轉(zhuǎn)/分為合適,如果把密封、軸承、軸、葉輪等關(guān)鍵材料以及加工工藝解決好,特別是葉輪、轉(zhuǎn)子、軸等制作好,同心度高,高速運行時能平穩(wěn)不震動,這樣就可以把轉(zhuǎn)速選定得更高,如10000轉(zhuǎn)/分,這泵的性能就發(fā)生了質(zhì)的變化,就是一個高科技的全新泵產(chǎn)品。而這些經(jīng)過設(shè)備更新,加工工藝改正,通過常規(guī)努力就能實現(xiàn)。 永磁同步電機配有直流變頻技術(shù)的控制器,有過熱,過流、過載等各種自動保護功能。同步電機的恒轉(zhuǎn)速功能使泵在電網(wǎng)電壓變化時能使流量和揚程保持不變,能寬電壓使用而保持工作的良好穩(wěn)定性??刂破鞯臄?shù)字處理電路的核心是一個單片機,可以根據(jù)泵的工作需要設(shè)定各種程序指令,可以恒流、恒壓供水、水位控制、定時開機關(guān)機,可以和電腦主機通訊、聯(lián)機,實現(xiàn)辦公室桌面遠程控制以及網(wǎng)絡(luò)遠程控制,實現(xiàn)泵的智能化,自動化。 用高速永磁同步電機配套離心泵、旋渦泵、混流泵、軸流泵等泵后,泵的流量揚程和效率都會發(fā)生很大的變化,揚程和流量會大幅提高,機電一體化少,體積小重量輕。永磁同步電機逐步應(yīng)用于各類泵,這會對泵行業(yè)帶來一場產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命,推動泵行業(yè)的節(jié)能減排上一個臺階, 提高10%的節(jié)能效果對整個泵行業(yè)乃至全國的節(jié)能減排工作都有著非常重大的意義。 去年開始,我們在泵行業(yè)第一家上市場公司利歐泵業(yè)把普通三相異步電機換成永磁同步電機做過詳細試驗,把一臺10方4個葉輪1.5KW的立式多級泵,換上我們的5000轉(zhuǎn)的同步電機,轉(zhuǎn)速提高了5000/2850=1.7544倍,揚程是轉(zhuǎn)速提高倍數(shù)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,泵機組效率提高到62.8%,比原來電機效率提高近10個點,泵機組效率提高7個百分點,取得十分顯著的節(jié)能效果。 同樣我們在杭州的南元泵業(yè),用我們的永磁同步電機替代各個機座號的三相異步電機,都取得了很好的效果,實驗證明,泵用永磁同步電機替代三相異步電機后,在同轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)時,同機座的大小的同步電機是三相異電機功率的2.5倍,在4000轉(zhuǎn)時,比同機座的異步電機 功率大4倍,電機效率都符合GB/T30253-2013的二級以上接近1級的標準。轉(zhuǎn)速適當提高到4000轉(zhuǎn)后,泵體縮短一半,節(jié)省了材料,降低了成本。 因我們這泵配用永磁同步電機有十幾個專利,和我們合作是泵企業(yè)的必然選擇,目前已經(jīng)有好多家泵個在和我們聯(lián)系配套電機的合作,而且都是行業(yè)內(nèi)的知名泵企,我們相信過不多久,我們的永磁同步電機在泵行業(yè)的應(yīng)用會全面的展開,我們企業(yè)的發(fā)展會起上快車道。 在通用設(shè)備電機方面,現(xiàn)在需要用變頻控制的越來越多,如液壓機械,數(shù)控機床,空壓機等需要通用的同步電機,我們現(xiàn)在生產(chǎn)通用的同步電機,能夠滿足這些行業(yè)設(shè)備的改造,用永磁同步電機全面替換通用設(shè)備電機是產(chǎn)業(yè)自動化化更新的需要。目前已有廣東江蘇福建等許多企業(yè)在和我們聯(lián)系,把原來配用異步電機換成我們的永磁同步電機。