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直流电机应用在液压泵领域

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gaosmile 发布时间:2020-12-7 20:25
液压泵几乎是所有行业使用的动力,包括建筑,钢铁铣削,采矿,制造,机械加工,重型设备等。它们的范围从小型泵到移动应用的液压动力装置,再到石油工业中用于抽运原油的大型液压泵,物料搬运,提升和牵引驱动器是一些最流行的应用领域。2 G# X4 L4 }2 F8 r9 {+ S- Q/ ~
泵使用原动机的机械输入并将其转换为加压流体动力以执行工作,原动机可以是柴油机或汽油机。对于电动液压泵,主要的动作是电机,直流电机由于易于变速控制和“在瞬态条件下响应更快”而被用作泵驱动器已有数十年的历史了,低成本无刷直流电机的推出克服了有刷直流电机的更高维护要求。
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液压泵分为两大类:旋转动力(离心)和正排量,离心泵采用旋转叶轮,该叶轮利用离心力将流体从泵的入口驱动到出口,根据离心泵的特定应用,它们有很多子类别。离心泵的常见类型包括潜水泵,灌注泵和轴向流。容积泵是液压泵的另一大类,离心泵通常使用齿轮,轮叶,隔膜或活塞来迫使一定量的流体通过进口到达泵的排放侧。
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容积泵的常见类型是齿轮,旋转叶片,螺杆,轴向活塞,隔膜,柱塞,径向活塞和蠕动泵。有些泵不能直接适用于两大类泵,它们构成了一个特殊类别,其中包括喷射器,液压柱塞泵,气举泵和收缩泵。. }- ]( ?- D% j' y& }9 P
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9 |- H$ a& z) s& _7 G( C8 J直流电机由于具有变速控制能力而被用作泵驱动电机,特别是在低速,简单的控制系统,高启动转矩和良好的瞬态响应的情况下。多年来,有刷,缠绕磁场直流电机已经成为用于泵应用的直流电机的主要类型。永磁(PMDC)和无刷直流电机的采用率更高,这主要是由于其简单紧凑的设计,高效率和功率密度,广泛的机架尺寸以及较少的维护需求。 ! a  {3 a; W2 D; z$ I

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PMDC电机的磁场来自强永磁体,可在所有运行速度和瞬变情况下提供改善的热性能和恒定磁场。永磁电机的性能类似于并联励磁电动机,它们在负载变化期间通常具有更大的速度波动,永磁体为这类电机提供了出色的热性能,使其可以用于连续工作的应用场合。
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在较低速度下需要较高“部分负载”效率的应用是PMDC电机的典型应用, 尽管增加了对有刷缠绕磁场直流电机的维护,但这些电动机具有独特的优势,数十年来一直作为泵驱动器的支柱。+ D& T, i: j2 M

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这些绕线型电机通常以串联磁场配置运行,具有很高的启动扭矩,并可以高速运行。由于它们取决于负载,它们的输出速度会随所施加的负载而变化,但是它们可以在短时间内产生很高的功率。它们通常用于具有较高负载,以较高速度以间歇占空比运行的泵应用中。
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9 j; W" t* ~  t/ E( {# U+ @" M& B8 M无刷直流电机克服了有刷直流电机常见的电刷维护问题,因此已被迅速采用,它们的特点是无电刷火花,高操作速度,高效率,紧凑的尺寸和快速的响应。
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液压泵应用选择直流电机并确定其大小需要了解电机和泵的特性,这些因素有助于根据制造商提供的泵性能曲线将电机的马力(HP),额定满载电流(FLA)和扭矩规格与泵的流量,所需压力和速度范围内的容积效率进行匹配。泵电机的选择取决于多种因素,包括负载和扭矩要求,传动比,工作环境,效率,机架尺寸,安装配置,外壳类型,移动泵应用的电池安培/小时消耗等。
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电机既具有驱动泵的能力,又具有所需的速度/转矩特性,满载时,电机的运行效率最高,避免电机尺寸过大或过小。此外,电机的安培数取决于所泵送流体的比重,应使用与泵送的实际流体相似的流体对电机进行测试,在计算电机尺寸时应考虑维修系数。) `1 E" r$ y$ _( l3 H

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维修系数是电机具有的过载能力,不会发生绝缘损坏。全封闭电机的NEMA标准服务系数为1.0,没有过载能力,服务系数范围是1.0到2.5,最常见的是1.15。占空比类型会影响电机的尺寸,因为它取决于泵的运行方式,任务类型包括:连续,短时间和间歇性周期性任务,运行非特定负载类型的电机可能会导致电机不可逆转的损坏。/ D3 V, k' `7 S2 a3 X' P/ o- k
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