目前水泵市场使用的电动机基本上采用交流异步电动机,尤其是商用泵市场,但是随着全球经济社会的快速发展,能源紧张成为全球共同关心的话题,建设资源节约型和环境友好型社会也成为迫切要实现的目标。以用户为中心,在这种背景下,高性能、变频调速、智能控制的永磁电动机得到极大推广,利欧公司做出重大战略开发计划——开发高性能要求的商用泵系列变频驱动永磁电动机。主要用于管网增压、高层建筑二次供水、水处理系统、高压冲洗系统及空调暖通系统等场合。
效率作为永磁电动机的核心指标,也是永磁电动机的优势所在,我司开发的商用泵系列变频驱动永磁电动机立项之初就将该参数定为产品的主要性能指标。同时,我司敏锐捕捉到水泵高速化的趋势,将该产品最大转速定为rpm(且~rpm为恒输出功率段),覆盖目前常规配50Hz/60Hz异步电动机的水泵,同时给水利设计提供了更高转速的可能性,并在积极着手研发更高转速的电动机,将给水泵高速化、系统化、智能化、轻量化提供基础。
利欧作为行业领跑者,有义务有责任为整个泵与电动机行业做出贡献。在温岭市泵业协会的牵头下,我司主导编制了全国首个泵用永磁同步电动机团体标准,这对于整个水泵行业的技术与质量提升无疑是巨大的。
关键技术
1、超高的电动机效率及系统效率
目前,国际上普遍以IE5能效(出自IEC-30-2:RotatingElectricalMachines-Part30-2-EfficiencyClassesOfVariableSpeedAcMotors(IE-Code))作为目前电动机的最高能效等级,这也是目前欧盟上公认的。相对而言,永磁同步电动机达到IE5能效在目前国内外的技术水平而言,由于本身电动机的性能优秀,还是比较容易达成的。但是,我司开发的永磁同步电动机不仅电动机效率满足IE5能效,连系统效率也符合IE5能效要求!
众所周知,永磁同步电动机离不开变频驱动器(也称变频器),一台IE5能效的电动机很有可能因为变频器的存在使得整个系统效率变成了IE4或更低,这是我司不愿看到也不得不去面对的一个现实问题。
但是,我司通过多年研究的电磁设计匹配上经过特殊优化的控制算法,实现了整体系统效率也满足IE5能效要求的目标。同时在年国家发布实施永磁同步电动机能效标识备案要求后,我司产品按照GB-能效标准在第三方机构测试认证,通过了1级能效也是目前国内最高能效的测试,且送样电动机大幅超出标准值,同时也获得了节能认证证书。
2、先进的性能指标考核方式
针对变频水泵而言,我司敏锐的感觉到以往考核额定效率的方式已经落后,因为部分水泵(比如楼宇二次供水)在现实应用中往往只有少量的时间是工作在电动机的%负载下,反而75%和50%的负载情况是比较常见的。由于水泵行业的特殊性,负载的变化通常也伴随着转速的变化。因此,我司提出了一种针对水泵行业的变频永磁同步电动机性能指标的考核方式,即以加权效率的形式去衡量:
Eta=50%*Eff1+35%*Eff2+15%*Eff3
备注:
Eff1—电动机在%额定转速%额定转矩时的效率;
Eff2—电动机在75%额定转速50%额定转矩时的效率;
Eff3—电动机在50%额定转速25%额定转矩时的效率;
上述这个公式要求在此加权效率下的电动机效率依然达到IE5能效要求,这比在单独%负载下达到IE5能效要求更严苛。从节能角度讲这是更符合水泵行业的实际运用,也是变频水泵必须要考虑和