电气自动化技术在水泵中的运用

李春梅

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摘要：社会迅猛发展的今天，使得各个行业逐渐对水泵性能提出了更好的要求，只有制造出符合要求的水泵，才可提升各行业相关工作的开展质量，从而推动现代社会向着更加良好的方向发展。而想要达到这一目的，则需要加强对电气自动化技术的应用。基于此，本文通过对水泵的简单介绍，进而分析了自动化技术在水平中的具体应用，之后以此为基础，根据现代科学技术的发展现状，对水泵中自动化技术的发展趋势进行了展望。

关键词：自动化技术；水泵；发展趋势

引言：现代农业灌溉、煤矿生产及城市生活用水当中，均对水泵进行了大量应用，在水泵的作用下，将地处的水分抽取上来，以提升水分的应用效率，为生产工作及生活用水提供帮助。然而深入研究后可以发现，现有水泵依然存在诸多缺陷，在一定程度上降低了水泵的运行效率，增加了水泵的使用成本。所以，为了使水泵在实际当中发挥出最大的作用，必须科学、合理地对自动化技术进行应用。

1 水泵概述

1.1水泵的基本概述

水泵是现代社会发展中较为常见的设备之一，主要用于水分的抽取与传输，以向生产工作及人类生活提供充足水分。水泵的运行原理是：将水泵启动后，可带动动力机运行，逐渐产生大量机械能，将这些机械能传送至水中后，提升水中的能力，并在该能量的带动下，使水分在管道内流淌，从而达到运送水分的目的。现代市场当中，存在多种不同类型的水泵，从运行原理角度来说，可将其划分成多种类型，如往复泵、活塞泵、柱塞泵等，应针对生产活动的实际需求，选择最佳的水泵[1]。

1.2水泵的组成结构

水泵是一个内部结构较为复杂的系统，由多个元件构成，分别为：（1）吸入部件，位于叶轮的前端，用于对液体的引导，使其正常进入到叶轮当中：（2）叶轮，是整个设备中最关键的部件，可将其称之为水泵的“心脏”。可对设备产生的机械能予以处理，将其转换成液体的能量，从而驱动液体的传输；（3）导出部件，又称作压水式，位于叶轮的后端，叶轮将液体聚集到一起后，通过该部件将液体导出，与此同时，对液体中的能量予以转换，使其变成一定的压力能；（4）支撑部件，用于叶轮等元件的支撑，以确保各部件能够正常运行；（5）轴封部件，用于设备内部密封件的密封，一方面，避免内部液体流出，另一方面，阻止外部空气进入到水泵中；（6）平衡装置，用于平衡或降低轴向力；（7）冷却系统，用于带走内部元件运行时产生的热量，确保设备温度处于合理范围内；（8）润滑系统，用于向各元件间输送润滑液，降低元件间的摩擦力，减少元件损坏速度。

1.3自动化技术在水泵中的重要性

现代水泵设计与制造过程中，有效对自动化技术进行应用，对现代社会发展具有重要意义，具体来说，主要体现在两个方面，一是提升水泵工作效率。传统水泵运行时，通常由人员控制，即根据人员对生产工作的判断，对水泵参数进行调节，以保证生产活动顺利进行。而由于人员精力有限，很难对水杯进行精确管理，降低水泵工作效率，或是造成资源浪费。应用自动化技术后，则可改变这一情况，通过水泵加载或连接的自动化系统，自动对生产活动予以检测，根据检测结果，判断生产活动具体情况，进而自动对水泵参数进行调节，确保水泵运行情况与生产活动相匹配，有效提升水泵工作效率。二是有利于推动市场经济发展。现代社会发展当中，水泵被广泛应用到农业、工业、居民生活供水等诸多方面，直接关系到社会的发展状况。水泵应用自动化技术后，不仅可直接推动各项生产活动的效率与质量，为企业创造更高的经济效益，而且还可加强对水资源的监测，减少水资源的浪费，有利于现代社会的可持续发展。

2 自动化技术在水泵中的应用

2.1变频调速技术

电气自动化技术包含了很多技术，变频调速是其中较为常见，且相对较为成熟的一个，可将该技术应用到水泵当中。以三相异步电动机水泵为例，电机转动时，转速的计算公式是：n=60f（1-s）/p，其中，n表示转速，f表示电源频率，s表示转差率，p表示磁极对数，通过该公式的观察能够发现，电机转速与三个方面的因素有关，分别为电源频率、电机的转差率与磁极对数，因而在水泵控制时，可对s与p两个参数的调节，使水泵处于相应的工作状态。但由人员控制是，存在明显的局限性，且效率不高，设备损耗较大。而对电源频率f进行调节，则可改善上述问题，这一操作的实现，需要应用变频调速技术，该技术具有诸多优势，如调节范围较大，操作效率较高，调控效果更加精确，同时能耗相对较低，因而可将其应用到水泵当中[2]。水泵运行时，利用AC-DC转换或DC-AC转换处理方式，自动对电源频率予以调节，使电源频率处于最佳桩体，从而达到控制水泵转速的目的。

变频调速技术应用时，通产共需要配备传感器、PLC芯片等元件，通过传感器采集管道内部液体的压力、流量等数值，然后将其传输给PLC芯片，利用该芯片分析与计算后，与预期设定的标准参数予以对比，判断水泵参数是否在要求范围内，并以此为基础，对电源频率f予以适当调整，控制管道内部液体流量Q与扬程H。其中，对于流量Q来说，与n存在正比例关系；对于扬程H来说，与n的平方存在正比例关系。如将频率f减少5Hz后，液体流量Q会减少10%，扬程H将减少19%，整个电机功率节约了将近30%，具有良好的节能作用。

2.2电动机高压软启动技术

交流电机运启动时，可能出现下述两种现象：首先，电机启动电流非常高，通常是额定电流的5～7倍，很容易出现明显的压降问题，可影响其他设备的运行，严重情况下，甚至会导致其他设备烧毁，不利于工作的开展，并造成较大的经济损失。其次，在转矩方面，启动时也远远高于正常状态下的转矩，将会对电机造成巨大的危害[3]。所以，为了保证电机安全启动，应采取相应的技术手段，确保电机正常运行的同时，将电流控制在较小的范围内。而高压软启动技术的应用即可达到这一目的，即在电机控制电路内，通过串联的方式，安装相应的电器软启动器，将水泵启动后，电源会向其输送较高的电流，当这些电流进入到电器软启动器后，该元件会予以进行适当的处理，使电流值大大降低，同时提升设备内的电抗值，从而达到了水泵安全启动的目的，降低设备启动时电流过高而引发的各种问题。

3 水泵中自动化技术应用的发展趋势

科学技术迅猛发展的今天，电气自动化技术将会更加成熟与完善，可出现更多先进的自动化控制技术，有效将这些技术应用到水泵当中，可进一步提升水泵的工作效率，对生产工作的开展及社会发展起到更大的作用。首先，可加强对智能化技术的应用，进一步提升管内液体流量检测结果的准确性，计算出更加精确的结果，以此为水泵参数的调节提供迟滞。同时应用智能化技术后，还可完全代替人员，避免由人员因素而造成的问题。其次，应用虚拟现实（VR）技术，根据管内液体检测结果，构建出虚拟的管内环境，将管内情况直观展示出来，相关工作人员通过对虚拟场景的观察，有利于水泵运行情况的判断，有利于对水泵的精确控制。

总结：综上所述，电气自动化技术是现代较为先进的科学技术之一，被广泛应用到水泵设计与生产工作当中，通过该技术的应用，大大提升了水泵的运行效率，使水泵处于最佳状态，确保生产活动正常开展的同时，减少水泵的能耗量，对社会发展及企业经济效益均具有较大的意义。

参考文献：

[1]宁琛瑶.基于PLC的矿井水泵自动化控制系统设计应用[J].机械研究与应用，2021，34(03)：190-193.

[2]沈小瑾.M701F4型燃气-蒸汽联合循环发电机组凝结水泵变频调节技术研究及应用[J].中国高新科技，2019(08)：59-61.

[3]常战胜，张立广.软启动技术在矿井主排水泵控制中的应用[J].中国金属通报，2021(07)：231-232.

作者简介：李春梅（1989、04-），女，511123198904031342。