永磁變頻增氧機(jī)的優(yōu)缺點及發(fā)展前景

永磁變頻增氧機(jī)由控制器、永磁變頻電機(jī)、葉輪、浮球、支撐桿組成。把變頻調(diào)速與永磁調(diào)速結(jié)合運用在增氧機(jī)上，實現(xiàn)節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境、安全可靠、節(jié)約成本等目的，永磁調(diào)速器可減少啟動過程中的電流沖擊、電機(jī)線圈發(fā)熱、流量急劇變化等問題;而變頻調(diào)速的調(diào)速性能最佳、最穩(wěn)定[1]。增氧機(jī)的工作原理是通過機(jī)械運動使水流上下界面更新。把水分散為細(xì)小的霧滴噴入空氣，從而增加空氣和水的接觸面積，因為負(fù)壓吸氣，氣體變?yōu)闅馀輭喝胨?，水里的含氧量得以提高。大部分增氧機(jī)的增氧原理都是如此。通過改變增氧機(jī)來提升增氧能力和動力效率，結(jié)合實際環(huán)境因素，永磁變頻增氧機(jī)對很多養(yǎng)殖專業(yè)戶來說是一種良好的選擇。

1 永磁變頻增氧機(jī)概況

永磁變頻增氧機(jī)是一種新型高科技的增氧機(jī)，增氧能力好、動力效率高、價格親民、安全可靠。變頻器可以通過小啟動工作電流獲得較大的啟動轉(zhuǎn)矩，因而廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域，變頻器具有調(diào)壓、調(diào)頻、調(diào)速等基本功能。

永磁變頻增氧機(jī)的電機(jī)是一種密閉的防水電機(jī)，無需防護(hù)罩；電動機(jī)繞組對機(jī)殼冷態(tài)電阻大于2000 MΩ，安全可靠；該增氧機(jī)通過永磁變頻耦合調(diào)速，因而不需要減速箱，更不用擔(dān)心滲漏油等問題；永磁變頻增氧機(jī)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，低噪音；而且永磁變頻增氧機(jī)吃水深度固定不可調(diào)節(jié)，是一種新型環(huán)保節(jié)能的增氧機(jī)。

永磁變頻增氧機(jī)擁有2套設(shè)計原理，正玄波及方波，現(xiàn)在市場上基本都是方波方案。采用外轉(zhuǎn)子永磁電機(jī)，無減速齒輪，無需添加潤滑油，避免水污染。永磁變頻增氧機(jī)采用智能變頻電機(jī)，平穩(wěn)啟動，電壓不穩(wěn)，三相缺一相照常運行。380 V可在超低至270 V左右照常運行，220 V可在超低至150 V左右照常運行，不會像老式增氧機(jī)直接燒電機(jī)。

永磁變頻增氧機(jī)采用無刷直流、無磨損、免注潤滑油、永磁變頻電機(jī)，永磁變頻增氧機(jī)改變了傳統(tǒng)的三相異步和二相異步齒輪轉(zhuǎn)動的陳舊結(jié)構(gòu)模式，消除了齒輪傳動所產(chǎn)生的噪音、磨損功耗和注油滲漏所產(chǎn)生的水質(zhì)污染。永磁變頻增氧機(jī)采用矢量變頻控制模式，當(dāng)電壓過高或過低時，控制器自動變頻控制，不影響增氧機(jī)的使用，實現(xiàn)了省電、省時、省心、省力，是一款節(jié)能環(huán)保的理想產(chǎn)品。

2 永磁變頻增氧機(jī)的優(yōu)點

普通增氧機(jī)主要由電動機(jī)、減速箱、浮子及葉輪組成，在作業(yè)時需要做好防水措施，電流過高容易燒壞電機(jī)，啟動時間較長，穩(wěn)定性一般。永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鋼形成恒磁場，轉(zhuǎn)子無感應(yīng)電流因而無基波鐵損、銅耗的產(chǎn)生，功率因數(shù)可達(dá)到1.0[2]。這是永磁電機(jī)節(jié)能效果好的根本原因。轉(zhuǎn)子不用電流勵磁，減少溫升，提高軸承的使用壽命，同時噪聲、振動值也有所降低[2]。因此，無需考慮過載而造成的電機(jī)損壞。

據(jù)統(tǒng)計，同等功率下（以1.5 kW為例），永磁變頻增氧機(jī)的增氧能力和動力效率較普通增氧機(jī)的高；永磁變頻增氧機(jī)的噪音較普通增氧機(jī)的噪音小很多，永磁調(diào)速器采用純機(jī)械非接觸式結(jié)構(gòu)，有效地消除了電力諧波、電磁干擾，避免電機(jī)與負(fù)載振動的傳遞，真正實現(xiàn)了綠色節(jié)能[3]，也因而大大降低了空載噪聲。永磁變頻增氧機(jī)的電機(jī)是密封的防水電機(jī)，而普通增氧機(jī)則需要防護(hù)罩，普通增氧機(jī)會出現(xiàn)減速箱滲漏油等狀況，永磁變頻增氧機(jī)不需要減速箱，無需擔(dān)心滲漏油等問題；永磁變頻增氧機(jī)轉(zhuǎn)速較普通增氧機(jī)的轉(zhuǎn)速大，而且啟動時間也縮短很多。經(jīng)調(diào)研，大部分養(yǎng)殖戶購買永磁變頻增氧機(jī)不僅僅只是為了省電和安全，更多的是為了增氧機(jī)運行更加穩(wěn)定和延長增氧機(jī)的使用壽命。永磁變頻增氧機(jī)是自動進(jìn)行無級變速調(diào)控的，能準(zhǔn)確保持穩(wěn)定轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)不停機(jī)運轉(zhuǎn)，從而保證池塘溶氧穩(wěn)定性。

3 永磁變頻增氧機(jī)的缺點

在變頻供電的情況下，永磁同步電機(jī)磁場中的諧波含量較大，所以會出現(xiàn)大量渦流損耗與諧波鐵耗的現(xiàn)象，會在電機(jī)運行過程中不斷升高溫度[4]。如果不及時控制電機(jī)內(nèi)的溫度，永磁材料的性能會受到溫度的影響，從而對電機(jī)的壽命及運行安全產(chǎn)生影響。

與普通增氧機(jī)相比，永磁變頻增氧機(jī)維護(hù)保養(yǎng)相對比較麻煩，因為該類型增氧機(jī)采用的是防水電機(jī)，全密閉樣式，維護(hù)保養(yǎng)時需要拆開電機(jī)才能進(jìn)行。普通養(yǎng)殖戶學(xué)歷并不高，維修技術(shù)也不專業(yè)，因而對養(yǎng)殖戶來說維護(hù)是一大難題。

4 永磁變頻增氧機(jī)綜合評價及前景

養(yǎng)殖水體增氧主要依賴光合作用，光合作用深度僅僅只有水體透明度的2倍。因此，深水池塘里的中下層水體需要增氧機(jī)來供氧。當(dāng)永磁變頻技術(shù)與增氧機(jī)結(jié)合時，是智能化養(yǎng)殖技術(shù)進(jìn)步的重要一步。永磁變頻增氧機(jī)可解決魚塘遠(yuǎn)離城鄉(xiāng)而電壓不足的問題，永磁變頻增氧機(jī)增加水中溶氧量，改善水質(zhì)，防止魚類因缺氧浮頭死亡。永磁變頻增氧機(jī)可以更有效地提高養(yǎng)殖密度，是高產(chǎn)魚塘的必備機(jī)械。永磁變頻增氧機(jī)更省能耗、更節(jié)能環(huán)保。相比普通增氧機(jī)而言，永磁變頻增氧機(jī)將來會運用更廣泛，很有發(fā)展前景。

永磁變頻增氧機(jī)與CPU控制軟件結(jié)合，可實現(xiàn)遠(yuǎn)程操控增氧機(jī)及其他魚塘設(shè)備，有利于自動化養(yǎng)殖技術(shù)的發(fā)展，并且節(jié)約養(yǎng)殖成本，但增氧機(jī)的發(fā)展還需根據(jù)實際環(huán)境因素、養(yǎng)殖戶需求以及維護(hù)人員技術(shù)水平?jīng)Q定。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉威.變頻調(diào)速與永磁調(diào)速性能比較[J].絲路視野，2017（27）：147.

[2] 孟慶超，李宏偉.永磁電動機(jī)節(jié)能原理分析[J].低碳世界，2019（3）：83-84.

[3] 盛肖煒.永磁調(diào)速器發(fā)展現(xiàn)狀[J].絲路視野，2016（28）：77-78.

[4] 丁樹業(yè)，郭保成，馮海軍，等.變頻控制下永磁同步電機(jī)溫度場分析[J].中國電機(jī)工程學(xué)報，2014（9）：1368-1375.

來源：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技 2020年13期

作者：邵群 鐘偉

配圖：西南漁業(yè)網(wǎng)

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