水泵电机的运转原理

要拆奔驰唯雅诺06年的水泵轮耦合器，只需要把耦合器的大螺丝松掉就可以拆下来了。那个耦合器有个大螺丝和水泵连在一起的，把这个螺丝松掉就可以拿下来。需要注意的是这个螺丝是反丝的，一松那个大螺丝都跟着一起转，后面别着的地方。水泵的位置在发动机的前端。

汽动给水泵由给水泵汽轮机驱动，在变工况时，可以改变给水泵汽轮机的转速满足不同负荷的要求。电动给水泵由定转速的 电动机拖动，在变工况时，只能依靠液力耦合器来改变给水泵的 转速，以满足相应工况的要求。液力耦合器是利用液体传递扭矩的，可以无级变速。

扩展资料

耦合器的作用：

1、具有减缓冲击和隔离扭振的性能；可以使电机起动有一个延迟时间，缓慢加速，减少骤然起动而引起的零件间的相互冲击。

2、具有使电机轻载起动性能：由于偶合器的泵轮力矩与其转速的平方成正比，故当起动瞬间泵轮因转速低而力矩甚微，电机近似于带泵轮空载起动，所以起动时间短，起动电流小，起动平稳，尤其适合起动大惯量沉重负载。

3、具有过载保护性能：由于偶合器无机械直接连接，当外负荷超过一定限度后，泵轮力矩便不再上升，此时电机照常转动，输出减速直至停止，从电源吸取的功率转化为热能使偶合器升温，直至易熔塞喷液，从而输入与输出被切断，保护了电机，工作机不受损坏，从而降低了机器故障率，维护费用和停工时间，延长了电机荷工作机使用寿命。

4、具有节电的性能：由于偶合器有效地解决了电机起动和“大马拉小车”的现象，与刚性传动相比至少可降低一个电机机座号，加上可以降低起动电流和持续时间，降低对电网的冲击节能率达10—20%，尤其在起动大惯量沉重负载时更为显著。 限矩型液力偶合器的特点： 除轴承和油封外，无任何机械磨檫，使用寿命长，故障率低，不需特殊维护保养。

一、变极调速

这种调速方法是用改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的，特点如下：具有较硬的机械特性，稳定性良好；无转差损耗，效率高；接线简单、控制方便、价格低。有级调速，级差较大，不能获得平滑调速；可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。

二、变频调速

变频调速是改变电动机定子电源的频率，从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流－直流－交流变频器和交流－交流变频器两大类，目前国内大都使用交－直－交变频器。其特点：效率高，调速过程中没有附加损耗；应用范围广，可用于笼型异步电动机； 调速范围大，特性硬，精度高；技术复杂，造价高，维护检修困难。本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。

三、串级调速

串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差，达到调速的目的。大部分转差功率被串入的附加电势所吸收，再利用产生附加的装置，把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。根据转差功率吸收利用方式，串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式，多采用晶闸管串级调速，其特点为：可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上，效率较高；装置容量与调速范围成正比，投资省，适用于调速范围在额定转速70％－90％的生产机械上； 调速装置故障时可以切换至全速运行，避免停产；晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大。本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。

四、绕线式电动机转子串电阻调速： 绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率加大，电动机在较低的转速下运行。串入的电阻越大，电动机的转速越低。此方法设备简单，控制方便，但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。属有级调速，机械特性较软。

五、定子调压调速

当改变电动机的定子电压时，可以得到一组不同的机械特性曲线，从而获得不同转速。由于电动机的转矩与电压平方成正比，因此最大转矩下降很多，其调速范围较小，使一般笼型电动机难以应用。为了扩大调速范围，调压调速应采用转子电阻值大的笼型电动机，如专供调压调速用的力矩电动机，或者在绕线式电动机上串联频敏电阻。为了扩大稳定运行范围，当调速在2：1以上的场合应采用反馈控制以达到自动调节转速目的。调压调速的主要装置是一个能提供电压变化的电源，目前常用的调压方式有串联饱和电抗器、自耦变压器以及晶闸管调压等几种。晶闸管调压方式为最佳。调压调速的特点：调压调速线路简单，易实现自动控制；调压过程中转差功率以发热形式消耗在转子电阻中，效率较低。调压调速一般适用于100KW以下的生产机械。

六、电磁调速电动机调速

电磁调速电动机由笼型电动机、电磁转差离合器和直流励磁电源（控制器）三部分组成。直流励磁电源功率较小，通常由单相半波或全波晶闸管整流器组成，改变晶闸管的导通角，可以改变励磁电流的大小。电磁转差离合器由电枢、磁极和励磁绕组三部分组成。电枢和后者没有机械联系，都能自由转动。电枢与电动机转子同轴联接称为主动部分，由电动机带动；磁极用联轴节与负载轴对接称为从动部分。当电枢与磁极均为静止时，如励磁绕组通以直流，则沿气隙圆周表面将形成若干对N、S极性交替的磁极，其磁通经过电枢。当电枢随拖动电动机旋转时，由于电枢与磁极间相对运动，因而使电枢感应产生涡流，此涡流与磁通相互作用产生转矩，带动有磁极的转子按同一方向旋转，但其转速恒低于电枢的转速N1，这是一种转差调速方式，变动转差离合器的直流励磁电流，便可改变离合器的输出转矩和转速。电磁调速电动机的调速特点：装置结构及控制线路简单、运行可靠、维修方便；调速平滑、无级调速； 对电网无谐影响；速度失大、效率低。本方法适用于中、小功率，要求平滑动、短时低速运行的生产机械。

七、液力耦合器调速方法

液力耦合器是一种液力传动装置，一般由泵轮和涡轮组成，它们统称工作轮，放在密封壳体中。壳中充入一定量的工作液体，当泵轮在原动机带动下旋转时，处于其中的液体受叶片推动而旋转，在离心力作用下沿着泵轮外环进入涡轮时，就在同一转向上给涡轮叶片以推力，使其带动生产机械运转。液力耦合器的动力转输能力与壳内相对充液量的大小是一致的。在工作过程中，改变充液率就可以改变耦合器的涡轮转速，作到无级调速，其特点为：功率适应范围大，可满足从几十千瓦至数千千瓦不同功率的需要；结构简单，工作可靠，使用及维修方便，且造价低；尺寸小，能容大；控制调节方便，容易实现自动控制本方法适用于风机、水泵。

将变速箱换成其他型号是不可以的，因为原厂的双离合变速箱已经跟车辆进行匹配，就算更换了其他类型的变速箱也无法使用，并且需要匹配的地方太多，费时费力。变速箱主要指的是汽车的变速箱，它分为手动、自动两种，手动变速箱主要由齿轮和轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩；而自动变速箱 AT 是由液力变扭器、行星齿轮、液压变距系统和液压操纵系统组成。通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。手动变速箱主要由齿轮和轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩；而自动变速箱 AT 是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。其中液力变扭器是 AT 最具特点的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，直接输入发动机动力传递扭矩和离合作用。

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往复泵一般采用下列方法调节流量：

一、旁路调节往复泵

设置往复泵旁路管，调节旁路阀的开度大小，使液体排回吸入管，以往复泵排出管内的流量。对电动往复泵应设安全阀，当排出管压力超高时，安全阀打开，以免泵和原动机超负荷。

二、改变往复泵转速

由往复泵流量的计算公式可以看出，利用变速电机往复泵的转速，可以达到调节流量的目的。

三、改变往复泵活塞或柱塞行程（冲程）

用改变偏心距、柱塞空程、连杆机构的连杆长度和位置来改变活塞或柱塞的行程，以改变往复泵的流量。

四、顶开往复泵调节流量

电机可利用顶开泵的吸入阀，使吸入缸内液体在返回行程中从吸入阀返回吸入管，从而减少往复泵排出流量。

电厂中使用的主要有电动给水泵和汽动给水泵。电动给水泵是通过厂用电带动电机转动，从而带动给水泵的转动将给水送到锅炉侧。汽动给水泵是由汽轮机抽汽驱动小汽轮机从而驱动给水泵。一般电厂内安装2台100%负荷的电动给水泵（一运一备）或者2台50%的汽动给水泵（运行）和1台30%电动给水泵（备用），以此满足电厂负荷需求。

给水泵按照泵的工作原理属于离心泵，离心泵主要通过水泵叶轮中的叶片转动，对其中的流体做功使其在惯性离心力的作用下，从中心流向边缘，产生很高的流速和压力流出叶轮进入泵壳从而进行给水。

电动给水泵除了泵体和电机，另一个比较重要的装置就是液力耦合器，说白了，也就是联轴器，用来连接电机与给水泵传递能量，只不过通过液体（润滑油）作为传动介质，可以进行无级变速。

液力耦合器主要由泵轮、涡轮、旋转内套、勺管等部件组成。泵轮与涡轮具有相同的形状、相同的有效直径，为了避免共振，叶片数不同，一般相差1~4片。

液力耦合器的传动主要通过泵轮和涡轮的相互作用来进行。泵轮安装在输入轴上，涡轮装在输出轴上。

原动机（电机）以一定的速度带动泵轮旋转，泵轮内的工作油在叶片的驱动下，从靠近轴心处流向泵轮的外周处，在流动的过程中，工作油从泵轮处获得能量，工作油在泵轮的出口处沿着绝对速度的方向冲入涡轮。冲入涡轮的工作油，首先作用在外周的叶片，带动涡轮的旋转，而后慢慢从涡轮出口处流出，又重新进入泵轮，由此不断循环。

1）减小几何吸上高度hg（或增加几何倒灌高度hg）。

2）减小吸入液流的水力损失hc-s。

3）泵在大流量下运转时（NPSH）r增加，（NPSH）a减小，所以应考虑（NPSH）a有足够的余量，否则应防止在大流量下长期运转。有时因泵的扬程选得过高，实际上泵处在大流量下运转，易发生汽蚀。这点在选泵时应加以注意。

此问题在网上解答很多，概述如下：

三相异步电动机转速公式为：n=60f/p(1-s)

从上式可见，改变供电频率f、电动机的极对数p及转差率s均可达到改变转速的目的。有以下几种常用的调速方式。

一、变极对数调速方法

这种调速方法是用改变定子绕组的接线方式来改变笼型电动机定子极对数p达到调速目的，特点如下：

特点如下：(1)具有较硬的机械特性，稳定性良好(2)无转差损耗，效率高(3)接线简单、控制方便、价格低(4)有级调速，级差较大，不能获得平滑调速(5)可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特

本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。

二、变频调速方法

变频调速是改变电动机定子电源的频率f，从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器，变频器可分成交流-直流-交流变频器和交流-交流变频器两大类，目前国内大都使用交-直-交变频器。其特点：

其特点：(1)效率高，调速过程中没有附加损耗(2)应用范围广，可用于笼型异步电动机(3) 调速范围大，特性硬，精度高(4) 技术复杂，造价高，维护检修困难。

本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。

三、串级调速方法

串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差率s达到调速的目的。串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式。一般多采用晶闸管串级调速，其特点为：(1)可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上，效率较高(2)装置容量与调速范围成正比，投资省，适用于调速范围在额定转速70%-90%的生产机械上(3)调速装置故障时可以切换至全速运行，避免停产(4)晶闸管串级调速功率因数偏低，谐波影响较大。

本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。

四、绕线式电动机转子串电阻调速方法

绕线式异步电动机转子串入附加电阻，使电动机的转差率s加大，电动机在较低的转速下运行。串入的电阻越大，电动机的转速越低。此方法设备简单，控制方便，但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。属有级调速，机械特性较软。

五、定子调压调速方法

当改变电动机的定子电压时，可以获得不同转速。由于电动机的转矩与电压平方成正比，因此最大转矩下降很多，其调速范围较小，使一般笼型电动机难以应用。应采用转子电阻值大的笼型电动机，如专供调压调速用的力矩电动机，或者在绕线式电动机上串联频敏电阻。为了扩大稳定运行范围，当调速在2：1以上的场合应采用反馈控制以达到自动调节转速目的。

调压调速的主要装置是一个能提供电压变化的电源，目前常用的调压方式有串联饱和电抗器、自耦变压器以及晶闸管调压等几种。晶闸管调压方式为最佳。

调压调速的特点：(1)调压调速线路简单，易实现自动控制(2)调压过程中转差功率以发热形式消耗在转子电阻中，效率较低。

调压调速一般适用于100KW以下的生产机械。

六、电磁调速电动机调速方法

电磁调速电动机由笼型电动机、电磁转差离合器和直流励磁电源(控制器)三部分组成。直流励磁电源功率较小，通常由单相半波或全波晶闸管整流器组成，改变晶闸管的导通角，可以改变励磁电流的大小。

电磁调速电动机的调速特点：(1)装置结构及控制线路简单、运行可靠、维修方便(2)调速平滑、无级调速(3)对电网无谐影响(4)速度失大、效率低。

本方法适用于中、小功率，要求平滑动、短时低速运行的生产机械。

七、液力耦合器调速方法 ：

液力耦合器是一种液力传动装置，一般由泵轮和涡轮组成，它们统称工作轮，放在密封壳体中。壳中充入一定量的工作液体，当泵轮在原动机带动下旋转时，处于其中的液体受叶片推动而旋转，在离心力作用下沿着泵轮外环进入涡轮时，就在同一转向上给涡轮叶片以推力，使其带动生产机械运转。液力耦合器的动力转输能力与壳内相对充液量的大小是一致的。在工作过程中，改变充液率就可以改变耦合器的涡轮转速，作到无级调速。本方法适用于风机、水泵的调速。

其特点为：(1)功率适应范围大，可满足从几十千瓦至数千千瓦不同功率的需要(2)结构简单，工作可靠，使用及维修方便，且造价低(3)尺寸小，能容大(4)控制调节方便，容易实现自动控制。

采用变频技术控制水泵的运行，是目前中央空调系统节能改造的最有效途径之一，图(2)和图(3)绘出阀门调节和变频调速控制两种状态的压力-流量（H-Q）关系及功率-流量（P-Q）关系。

图(2) H- Q图(3) P- Q

图(2)、曲线1是水泵在额定转速下的H-Q曲线，曲线2是水泵在某一较低速度下的H-Q曲线，曲线3是阀门开度最大时的管路H-Q曲线，曲线4是某一较小阀门开度下的管路H-Q曲线，可以看出，当实际工况流量由Q1下降到Q2，如果在水泵以额定转速运行的条件下调节阀门开度，则工况点沿曲线1由A到B；如果在阀门开度最大的 条件下采用变频调节水泵转速，则工况点曲线3由A点移动C点，显然B点与C点的流量相同，但B点的压力比C点的压力要高很多。

图(3)、中曲线5为变频控制水泵调速运转方式下的P-Q曲线，曲线6为阀门调节方式下的P-Q曲线，曲线6为阀门调节方式下的P-Q曲线，可以看出在相同流量下，变频控制方式比阀门调节方式能耗小，根据离心泵的特性曲线公式

P=QHR/102η 式 （1）

式中：P－ 泵使用工况轴功率（KW）

Q－ 工况点的水压或流量（m³/S）

H－ 工况点的扬程

R－ 输出介质单位体积重量（Kg/ m³）

η－ 泵功率

根据公式（1）可知运行在B点泵的轴功率为：PB＝Q2H2R/102η

C点泵的轴功率为：Pc＝Q2H3R/102η

两者之差为η：ΔP=PB-PC=Q2(H2-H3)R/102η

也就是说，用阀门控制流量时，有ΔP功率被浪费掉了，并且随着阀门不断关小，这个损耗还要增加，而且转速控制时，由流体力学可知，流量与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比、功率P与转速的立方成正比。即

Q/Qe=N/Ne H/He=(N/Ne)² P/Pe=(N/Ne)³ 式（2）

式中：Qe-额定流量

He-额定压力

Pe-额定功率

Ne-额定转速

由上面的公式可知，如果泵类负载的效率一定，当要求调节流量下降时，转速可成正比例下降，此时水泵的轴功率与之成立方倍关系下降。

由上述流体传输设备水泵、风机的工作原理可知：水泵、风机的流量（风量）与其转速成正比；水泵、风机的压力（扬程）与其转速的平方成正比，而水泵、风机的轴功率等于流量与压力的乘积，故水泵、风机的轴功率与其转速的三次方成正比（即与电源频率的三次方成正比）根据上述原理可知：改变水泵、风机的转速就可改变水泵、风机的功率。例如：将供电频率由50Hz降为45Hz，则P45/P50=453/503=0.729，即P45=0.729P50（P为电机轴功率）；将供电频率由50Hz降为40Hz，则P40/P50=403/503=0.512，即P40=0.512P50（P为电机轴功率）。见图(4)

图(4)

由以上内容可以看出，用变频器进行流量（风量）控制时，可节约大量电能。中央空调系统在设计时是按现场最大冷量需求量来考虑的，其冷却泵，冷冻泵按单台设备的最大工况来考虑的，在实际使用中有90%多的时间，冷却泵、冷冻泵都工作在非满载状态下。而用阀门、自动阀调节不仅增大了系统节流损失，而且由于对空调的调节是阶段性的，造成整个空调系统工作在波动状态；而通过在冷却泵、冷冻泵上加装变频器则可一劳永逸地解决该问题，还可实现自动控制，并可通过变频节能收回投资。同时变频器的软启动功能及平滑调速的特点可实现对系统的平稳调节，使系统工作状态稳定，并延长机组及网管的使用寿命。

由于系统中的许多环节，特别是温度、水泵、冷水管道、都存在着非线性，故变频节能系统的调节方式一般采用的PID调节方式。从PID控制的原理可知，带有积分（I）调节器的系统，具有很高的稳定精度，再由于水系统中的瞬间扰动不大，实际中可仅采用PI调节方式。冷冻和冷却水系统温度有变化时，PID闭环会对出现的偏差进行不断的修正，使变频器根据PI调节器或内置PID运算不断地进行调节（加速或减速），使水泵工作在最佳工作状态。

我们在系统设计时采用闭环PID调节方式，并结合模糊控制理论的最新成果。模拟人的思维方式，对一些无法构造数学模型的被控对象进行有效的控制；模糊智能控制不会出现超调现象（见上图），故系统的节电率会有所提高；当系统有干扰信号时，能快速响应外部扰动（见上图），因此模糊系统抗干扰能力很强；中央空调的水泵变频运行采用模糊数字控制后，其智能化程度会进一步提高、系统的抗干扰能力会得到加强、节能效果也会有所提高。

变频调节就是利用改变性能曲线方法来改变设备的工作点，变速调节中没有附加阻力，是比较理想的一种调节方法。通过变频器改变电源的工作频率，从而实现对交流电机的无级调速。泵和风机采用变速调节时，其效率几乎不变，流量随转速按一次方规律变化，而轴功率按三次方规律变化。同时采用变频调节，可以降低泵和风机的噪声，减轻磨损，延长使用寿命。

可参考我文库里的文章：http://wenku.baidu.com/view/042cbf146c175f0e7cd137a3.html