马达驱动
这些电机对环境负责,并降低了用户的能源成本。
通过吉姆Swetye
格兰富

图1:用于水井泵的永磁电机(图片由格兰富提供)BETVICTOR体育官网
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用于水井泵的永磁电机(PMMs)通常被称为永磁同步电机、电控电机、电子换向电机、无刷永磁电机、无刷直流电机BETVICTOR体育官网和内装永磁电机。

这些术语并不总是正确地应用于所有配置的pmm。下面简单介绍一下电动机的工作原理。在感应电动机中,电流被引入定子。当电流以磁场的形式通过定子旋转时,它在转子中感应出磁场。定子和转子各有一个单独的磁场。

当定子的磁场旋转时,它拉动转子的磁铁,使转子转动。由于转子被锁定在电机轴上,电机轴与泵轴耦合,泵叶轮旋转,水移动。

所有的电机都是通过定子的旋转磁场来工作的,从而使转子旋转。在感应电动机和pmm的情况下,必须将电引入定子。两者的区别在于转子的磁场是如何产生的。如上所述,对于感应电动机,定子的磁场在转子中诱导磁场。

然而,在pmm的情况下,转子的磁场是在转子的制造过程中产生的。转子内装有高强度永磁体,因此不需要感应磁场。此外,当使用大型PMM时,可以大大降低功耗,还有许多其他好处。

能源消耗的减少不仅意味着pmm对环境负责,而且还会降低业主的电力成本。虽然这可能不是大多数小型住宅系统不长时间运行的主要因素,但其他应用,如大型灌溉和市政系统,使用PMMs可能会节省大量成本。

就其性质而言,所有pmm都是由变频驱动器(VFD)操作的。与任何vfd控制单元一样,这种形式的速度控制使泵能够适应其性能以满足不同的流量需求,这是大多数潜水泵应用的标准。

PMM的好处

小尺寸的pmm可以以更高的速度运行,潜在地减少级数和叶轮尺寸,同时实现目标流量和扬程。这可以帮助直径为3英寸的潜水泵安装到标称的4英寸潜水泵难以容BETVICTOR体育官网纳的井眼中。

图2:电机通过定子的旋转磁场工作,导致转子旋转。
图2:电机通过定子的旋转磁场工作,导致转子旋转。

当使用小尺寸的PMM时,增加的功率密度,速度能力和更小的整体尺寸导致PMM更容易安装和维护。BETVICTOR体育官网带pmm的泵更小、更轻。一台1.5马力(hp)的感应电机泵重约35磅,一台1.5马力的PMM泵重约16磅。pmm通过运行温度较低提供较长的绕组寿命。

在低速时,pmm具有更高的启动扭矩,这在矿物质浓度高的水井中是有利的。由于矿物在泵内耐受性较差的区域积聚,泵将减少堵塞的倾向。此外,单相pmm的启动转矩与三相感应电机相当。

想象一台泵,其允许的转速性能范围从100%下降到全额定转速的28%。为了利用这一速度范围,泵通常在恒定压力设置下运行。

如图3所示,泵和电机将保持60磅/平方英寸(psi)的压力,即139英尺的扬程,流量从大约30加仑/分钟(gpm)下降到零流量。该装置被设计成在需求停止时自动关闭。vfd控制的PMM具有内置软启动功能,从而降低了对电气和管道系统的冲击。

该单元附带的集成逻辑板提供了广泛的监控,自我保护和诊断解决方案。当电路板监测性能时,产生的自我保护包括对干跑、过载、过温和过/欠压的自动反应。

诊断包括报告压力、温度、电机转速、功耗、启动次数和运行小时数。

报警功能包括干跑、需要维修、电源故障、传感器故障、过载、超温、减速、电压报警、传感器不接触等。

图3:泵曲线显示泵和电机保持60 psi的压力
图3:泵曲线显示泵和电机保持60 psi的压力

在未来,更大的pmm的更高效率可能使这些泵能够满足美国能源部对更大的潜水地下水泵的更严格的要求。BETVICTOR体育官网更高的效率也可以帮助泵获得公用事业公司减少用电量的奖励。pmm较高的功率因数可能会导致某些应用的整体较低的公用事业成本。

pmm还可以与使用替代能源(太阳能、风能、电池、发电机和燃料电池)的潜水泵一起使用,可以实现3 - 6BETVICTOR体育官网0gpm的流量,扬程可达820英尺。这些替代能源泵具有上述许多相同的控制、监测和诊断功BETVICTOR体育官网能。

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