技術名稱：低揚程大流量泵用永磁電動驅動系統

1、技術所屬領域及適用范圍

在引水調水、防洪排澇、污水處理、農田灌溉、河道治理、環境保護等水利工程及相關工程中的低揚程大流量水泵（潛水貫流泵、豎井貫流泵、斜式軸流泵、立式軸流泵）等設備。功率范圍：15kw--2500kw；電壓等級：380V-10000V。

2、成果來源

日照東方電機有限公司技術成果主要來源于公司技術團隊多年的技術積累和自主研發。在技術團隊的調研中發現，水利工程的建設和管理中，各種類型的水泵都是其主要的工程設施。這些水機設備都有一個共同的特點，即低揚程和大流量。低揚程一般指凈揚程5m以下，大流量一般是指以m³/s為單位的流量。因此平原地區水利工程的水機設備多為400r/min以下的低速泵。目前絕大多數低速泵是依靠異步電機+減速機或直接采用低速異步電機來驅動的。這二種水泵驅動方式，前者系統效率低，驅動方式復雜，噪音振動大，后者電機功率因數低、體積大等問題比較突出。

隨著稀土永磁材料的問世，節能、高效、環保的永磁同步電機出現，尤其是低速大扭矩永磁同步驅動系統，更為水利工程低速泵的驅動系統提供了一種新型的節能環保產品。自2019年起，日照東方電機有限公司研發的“低速泵用大功率永磁同步電機”就列入《水利先進使用技術重點推廣指導目錄》，并在2020年度以“豎井灌流泵用高壓永磁電機（技術）”和“斜軸泵用高壓永磁電機（技術）”，連續獲得水利部科技推廣中心《水利先進使用技術推廣證書》。

3、現狀及指標

（1）技術現狀

目前市面上絕大多數低轉速達成是依靠“異步電機+減速機”或直接采用低速異步電機來驅動，日照東方電機研發生產的低速大扭矩永磁電機，采用先進的永磁電機設計理念及不斷迭代優化的結構方案，具有體積小、重量輕、扭矩密度大、效率高、功率因數高、過載能力強等優點，可廣泛應用于各種低速大扭矩傳動設備。配套使用低速大扭矩永磁電機專用控制系統，實現了電機轉速的平滑控制，啟動電流小、操作簡單。

其控制系統的核心為IGBT半導體開關器件及其驅動模塊，選用成熟的高性能器件，電流裕量大，經過反復試驗和嚴格測試，安全可靠、故障率低。

控制柜提供直觀的操作屏幕，方便實現各種功能設定和狀態指示，可隨時監控輸出轉速、電機電流等參數，而且可以隨時查詢故障記錄和所有操作記錄。操作界面直觀、清晰，使用方便。

4、應用案例

案例1

（1）實施地點：技術應用地點在上海西大盈泵閘，在西大盈泵閘首次采用了永磁電機用于潛水貫流泵。西大盈泵閘位于上海市青浦區趙屯鎮蔡家村。西大盈河北接吳淞江，南連黃浦江上游，全長約50公里，是青浦區境內一條骨干河道。新建泵閘由15m3/s雙向泵站和12m節制閘組成。其主要任務是防洪排澇、引排水改善水環境，兼顧船只通航。

（2）實施內容及成效：泵站共設3臺雙向潛水貫流泵，單泵設計流量5m³/s，正向設計揚程1.6m，反向設計揚程1.0m。配套電機功率為250KW，電壓等級0.4KV。泵組葉輪中心安裝高程為-0.5m。為滿足水泵運行要求，水泵兩側流道各設一道工作閘門，工作閘門均采用液壓啟閉方式。采用潛水永磁電機作為貫流泵的配套電機，實現了電機運行的低溫升、低噪音、低振動，解決了以往異步電機功率因素過低、無功功率過大的問題，實現節能20%以上的目標。

西大盈泵閘工程自從2016年08月運行至今五年多，電機運行正常，啟動可靠，滿足工程設計與規范的要求。并且，該產品節能效果明顯，運行噪聲低，是理想的節能環保產品。

案例2

(1）實施地點：技術應用地點在上海淀東泵閘，引水泵站位于上海莘莊，其功能主要是引清調水，年運行時間3000h以上。泵站采用4臺潛水貫流泵，斜20°安裝，單臺流量5m3/s，設計揚程1.50m，配套電機功率185KW，0.4kV，配套ABBACS880變頻器。

（2）實施內容及成效：泵站采用4臺潛水貫流泵，斜20°安裝，單臺流量5m3/s，設計揚程1.50m，配套電機功率185KW，0.4kV，配套ABBACS880變頻器。

圖3、永磁電機裝配過程圖	圖4、安裝現場
圖5、裝配完成圖	圖6、安裝后照片

案例3

（1）實施地點：技術應用地點在上海市金澤水庫取水泵站，取水泵站位于上海青浦，是黃浦江上游水源地的重要引水工程。該工程可有效加強上海市供水安全保障，標志著青浦、松江、金山、奉賢、閔行西南五區高品質供水再添“雙保險”。

（2）實施內容及成效：泵站平均年運行時間約3500h以上。泵站采用6臺立式軸流泵，立式安裝，單臺流量10m3/s，設計揚程1.50m，配套電機功率450kW，供電電壓6kV，配套日本TMEIC（東芝三菱）變頻器。

日照東方電機有限公司

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技術持有單位簡介

日照東方電機有限公司位于山東省日照市高新技術產業園，是一家著重于研發各種專用低速大扭矩永磁電機及大中型永磁電機的高新技術企業。公司擁有先進的生產理念、雄厚的技術實力、齊全的工藝裝備及先進的檢測與試驗設備。具備大中型永磁電機的研發、生產與試驗能力，是國內大中型永磁電動機的主要生產廠家之一。

公司研發團隊由從事電機設計工作多年的工程技術人員組成，其中包括電機設計、工藝設計、永磁設計、生產與質量管理等相關專業人員幾十余名，多名核心技術人員先后設計研發參與并主持了多項省級和國家永磁電機行業重大專項，具有豐富的大中型異步電機、高壓電機、防爆電機的電磁及結構設計經驗，在業內具有一定的影響力。

永磁電機專用實驗室配有試驗臺、測試專用控制系統、檢測儀表及負載試驗設備，擁有水循環冷卻系統與風機冷卻系統、起動轉矩液壓測試系統、可調試驗負載等，可進行各類永磁電機的負載試驗、過載試驗、負載起動試驗、溫升試驗等。電機測試功率范圍30-3000kW、轉速范圍0-500r/min，直接轉矩測試0～200,000N?m，具備多種品牌永磁電機控制系統，可進行無感控制、有感控制，滿足各種低速大功率永磁同步電機的試驗要求。

日照東方電機有限公司產品目前已在水利、水泥、煤炭、橡膠、港口等行業應用，穩定運行的有上千臺套。技術先進性、產品可靠性、節能高效性、基本免維護性，用戶使用后滿意度以及所產生的經濟效益、環境效益、社會效益以及示范意義，得到廣泛認可，為公司贏得了極高的聲譽，并贏得了與客戶的長期合作關系。