永磁調速技術在高壓水泵的應用實踐

徐 鑫

（濟鋼集團有限公司 發展規劃部，山東 濟南250101）

永磁調速技術在高壓水泵的應用實踐

徐 鑫

（濟鋼集團有限公司 發展規劃部，山東 濟南250101）

通過介紹永磁調速技術在高壓水泵的應用案例，介紹了永磁調速系統結構簡單、環境適應性強、運行可靠等技術優勢。改造后，高壓水泵電耗降低25%，年節電效益18萬元，同時提高了裝置的安全可靠性。

永磁調速技術；高壓水泵；電耗

某工作現場水泵是將18m水箱的水排到39m水箱所安裝的設備?，F場4臺水泵（2用2備），現有的工藝為了保證18m水箱的水不被抽空和溢流，現場安裝了液位計，通過液位計輸出4～20mA信號來控制閥門的開度來調節水箱的水位。水泵始終在額定轉速下運行，這樣就造成了一部分能源消耗在閥門上，造成了能源的浪費。為減少能源浪費，擬對現有水泵進行改造，降低生產成本。

1 設備參數及優點

水泵流量640m3/h，揚程43m，實際揚程26m，閥門開度55%，年運行時間8000 h。電機額定功率132 kW，額定轉速1485 r/min，定子電壓0.38 kV，額定電流240 A，功率因數0.89，電路接法Y型。

當前，國內風機和水泵大多采用變頻調速。但在實際應用中變頻經常出現設備故障，造成停機，給生產帶來了隱患，直接影響了生產運行的連續性、穩定性以及可靠性，因此，此次改造選用了大功率調速型永磁耦合器調速方案。

永磁調速系統一般由3個部分組成：一是和電機連接的導磁體；二是與負載連接的永磁體，這兩個轉動體之間有一定的空氣間隙；三是執行器，執行器包括手動控制和信號電控兩種。通過執行器調節兩個轉體之間空氣間隙的大小，通過負載扭矩的調節實現負載輸出速度的控制。

永磁調速器可靠性高。永磁調速器驅動電機空載啟動，通過調節氣隙進行加速，實現了無沖擊的軟啟動。降低了啟動電流，減小了電動機的熱沖擊3負荷及對電網的影響，節約了電能并延長了電動機壽命，降低了設備維修及故障時間成本。

特殊環境適應性強。永磁調速器的主要元件為銅盤和永磁盤，能在±100℃環境溫度下保持強磁場特性，保持工作狀態。永磁調速器是無直接機械連接的調速裝置，最小氣隙為3mm，可用于空氣中粉塵較高的環境，同時，其無摩擦傳遞扭矩的調速裝置主功率部分不會產生火花或靜電。

長期運行的穩定性。永磁調速器結構簡單，不受使用環境的干擾和影響，運行穩定可靠。調速過程不會造成電流諧波，不存在電磁干擾問題。電機與負載之間的軸連接是非接觸式的，負載的震動不會傳遞到電機上；安裝維護簡便，安裝時對中要求低；長期運行時，軸承、密封的損壞率低。

經濟性好。永磁調速系統的初始投資與變頻調速系統的投資大致相同，但永磁耦合器基本上是免維護的，所以維護費用幾乎沒有。

2 改造方案

根據現場數據的采集，選擇了20.5 W/22.5 RPM型的永磁調速驅動裝置對原有高壓水泵電機進行調速改造。永磁調速驅動裝置安裝在電機和負載之間，不需要更換電機，總體保持網中水量基本恒定，保證各部位用水量的需求，既保證和改善了工藝，又達到節能降耗的目的和效果。安裝永磁調速裝置后，可以通過水箱的液位計傳遞的4～20mA的電流信號來控制調解水泵的轉速，以便滿足現場工藝需要，同時還大量節約了能源。

3 改造效果

改造后，高壓水泵平均每小時電耗由132 kW·h降低到99 kW·h，節電率為25%，年節約電費18萬元。自改造后6個月內，系統運行穩定，未發生因系統故障造成的停機，未發生維護費用。通過利用永磁調速協調控制技術對高壓水泵改造的應用實踐，提高了系統運行安全穩定性，降低了經濟損失。永磁調速驅動器具有結構簡單、適應性強、自身的損耗小、壽命長的結構特點。

TM621

B

1004-4620（2017）04-0077-01

2017-06-28

徐鑫，男，1980年生，2004年畢業于山東建筑工程學院電氣及自動化專業?，F為濟鋼集團有限公司發展規劃部工程師，從事戰略規劃研究工作。