永磁调速技术在高压水泵的应用实践

徐 鑫

（济钢集团有限公司 发展规划部，山东 济南250101）

永磁调速技术在高压水泵的应用实践

徐 鑫

（济钢集团有限公司 发展规划部，山东 济南250101）

通过介绍永磁调速技术在高压水泵的应用案例，介绍了永磁调速系统结构简单、环境适应性强、运行可靠等技术优势。改造后，高压水泵电耗降低25%，年节电效益18万元，同时提高了装置的安全可靠性。

永磁调速技术；高压水泵；电耗

某工作现场水泵是将18m水箱的水排到39m水箱所安装的设备。现场4台水泵（2用2备），现有的工艺为了保证18m水箱的水不被抽空和溢流，现场安装了液位计，通过液位计输出4～20mA信号来控制阀门的开度来调节水箱的水位。水泵始终在额定转速下运行，这样就造成了一部分能源消耗在阀门上，造成了能源的浪费。为减少能源浪费，拟对现有水泵进行改造，降低生产成本。

1 设备参数及优点

水泵流量640m3/h，扬程43m，实际扬程26m，阀门开度55%，年运行时间8000 h。电机额定功率132 kW，额定转速1485 r/min，定子电压0.38 kV，额定电流240 A，功率因数0.89，电路接法Y型。

当前，国内风机和水泵大多采用变频调速。但在实际应用中变频经常出现设备故障，造成停机，给生产带来了隐患，直接影响了生产运行的连续性、稳定性以及可靠性，因此，此次改造选用了大功率调速型永磁耦合器调速方案。

永磁调速系统一般由3个部分组成：一是和电机连接的导磁体；二是与负载连接的永磁体，这两个转动体之间有一定的空气间隙；三是执行器，执行器包括手动控制和信号电控两种。通过执行器调节两个转体之间空气间隙的大小，通过负载扭矩的调节实现负载输出速度的控制。

永磁调速器可靠性高。永磁调速器驱动电机空载启动，通过调节气隙进行加速，实现了无冲击的软启动。降低了启动电流，减小了电动机的热冲击3负荷及对电网的影响，节约了电能并延长了电动机寿命，降低了设备维修及故障时间成本。

特殊环境适应性强。永磁调速器的主要元件为铜盘和永磁盘，能在±100℃环境温度下保持强磁场特性，保持工作状态。永磁调速器是无直接机械连接的调速装置，最小气隙为3mm，可用于空气中粉尘较高的环境，同时，其无摩擦传递扭矩的调速装置主功率部分不会产生火花或静电。

长期运行的稳定性。永磁调速器结构简单，不受使用环境的干扰和影响，运行稳定可靠。调速过程不会造成电流谐波，不存在电磁干扰问题。电机与负载之间的轴连接是非接触式的，负载的震动不会传递到电机上；安装维护简便，安装时对中要求低；长期运行时，轴承、密封的损坏率低。

经济性好。永磁调速系统的初始投资与变频调速系统的投资大致相同，但永磁耦合器基本上是免维护的，所以维护费用几乎没有。

2 改造方案

根据现场数据的采集，选择了20.5 W/22.5 RPM型的永磁调速驱动装置对原有高压水泵电机进行调速改造。永磁调速驱动装置安装在电机和负载之间，不需要更换电机，总体保持网中水量基本恒定，保证各部位用水量的需求，既保证和改善了工艺，又达到节能降耗的目的和效果。安装永磁调速装置后，可以通过水箱的液位计传递的4～20mA的电流信号来控制调解水泵的转速，以便满足现场工艺需要，同时还大量节约了能源。

3 改造效果

改造后，高压水泵平均每小时电耗由132 kW·h降低到99 kW·h，节电率为25%，年节约电费18万元。自改造后6个月内，系统运行稳定，未发生因系统故障造成的停机，未发生维护费用。通过利用永磁调速协调控制技术对高压水泵改造的应用实践，提高了系统运行安全稳定性，降低了经济损失。永磁调速驱动器具有结构简单、适应性强、自身的损耗小、寿命长的结构特点。

TM621

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1004-4620（2017）04-0077-01

2017-06-28

徐鑫，男，1980年生，2004年毕业于山东建筑工程学院电气及自动化专业。现为济钢集团有限公司发展规划部工程师，从事战略规划研究工作。