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泊头市特种泵阀制造有限公司
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电机功率与泵的匹配计算

齿轮泵由电机驱动,电机功率选小了会频繁过载跳闸,选大了则长期低负荷运行、功率因数下降。匹配计算看起来只是一个乘法,但其中流量取理论值还是实际值、压力取工作压力还是额定压力、效率取多少,都会让结果相差不少。计算之后还要核对启动转矩和电网条件,才能确定电机规格。

功率计算的基本关系

液压功率等于压力乘以流量除以六十,单位为千瓦,其中压力用兆帕,流量用升每分。泵的输入功率等于液压功率除以总效率。总效率是容积效率与机械效率的乘积,齿轮泵在正常工况下总效率处于中等偏上水平,具体取值应查样本曲线,不宜凭经验统一按某个固定值。

压力与流量的取值

计算时压力应取系统的工作压力,而不是泵的额定压力;若系统长期在额定压力附近运行,则按额定压力计算并留出余量。流量应取实际流量,即理论流量乘以容积效率。若系统中设有溢流阀且泵长期在溢流状态下运行,电机功率应按泵的全流量和溢流压力计算,因为这部分能量同样由电机提供。

效率取值的影响

同样一台泵,按较高的总效率计算得到的电机功率偏小,按较低的总效率计算则偏大。油温偏低、粘度偏高时机械效率下降,输入功率上升;油温偏高、间隙磨损时容积效率下降,要达到同样的输出流量需要高转速,输入功率同样上升。选型时应按不利工况取值,而不是按样本上的理想工况。

启动转矩与过载

齿轮泵在低温、高粘度介质下启动时,启动转矩可以是正常运行时的数倍。电机直接启动时,若启动转矩不足,会出现堵转、电流过大、热保护动作。处理办法包括预热介质、采用降压启动或变频启动、选用启动转矩较大的电机。变频运行时,低频段转矩下降,需要按恒转矩特性设置。

电机与泵的转速匹配

电机额定转速常见有一千五百转、一千转等规格,齿轮泵的允许转速各有范围。电机转速高于泵的允许转速时,需要加减速机或皮带轮减速,同时注意减速后转矩是否满足;电机转速低于泵的合适转速时,流量不足。皮带传动还要考虑皮带打滑对转速的影响,联轴器传动则要控制同轴度。

功率余量的取法

一般按计算功率加一到两成余量选取标准电机功率,余量过大会使电机长期在低负荷区运行,效率偏低;余量过小则无法覆盖油温偏低、过滤器堵塞等短时过载。若系统有频繁的压力冲击或启动次数较多,余量可适当放大,并考虑电机的允许启动频次。

常见计算错误

常见错误包括:用理论流量代替实际流量,导致功率偏大;用额定压力代替工作压力,导致功率偏大;忽略溢流流量,导致实际运行时电机过热;把排量单位毫升当成升,导致结果差三个数量级。还有一种是把液压功率直接当作电机功率,漏掉了效率折算,选出的电机偏小。

用电流表核对实际负载

设备运行稳定后,用钳形电流表测量电机运行电流,与铭牌额定电流比较。若长期接近额定电流,说明余量偏小或系统阻力偏大;若长期低于额定电流的一半,说明余量偏大或泵的流量选得过大。电流数据应结合压力、流量和油温一起看,单看电流无法判断是负载问题还是泵内泄漏。


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