正下视听——关于水泵的衰减

3dgen

目前水族用的绝大多数交流水泵的电机部分都是双磁极同步交流电机（转子是带磁性的）。其特性是转动频率跟电源频率严格一致。不论用了多久，只要能正常运转，其转速永远是每秒50转。在转子的叶轮形状不变的情况下，无论使用了多久，水泵的流量都不会发生变化。

潜水泵的叶轮所使用的塑料强度很高，我一只ph1100在接近极限扬程的情况下使用了2年，叶轮没有明显磨损。

综上，同步交流电机水泵的工作原理已经决定了所谓“衰减”很可能只是浮云。

日月

水泵在使用过程中转子是永磁体，定子是线圈绕组，定子的磁场有电流产生，不会发生变化， 而转子的磁性随时间会有所消退，因而产生的磁力也会逐步衰减， 磁力衰减送水的能力自然会减少。我们用的上水泵，在使用一段时间以后 会发现主缸水位比新泵时有所降低 这就是主泵衰减所致。

3dgen

水泵在使用过程中转子是永磁体，定子是线圈绕组，定子的磁场有电流产生，不会发生变化， 而转子的磁性随时间 ...
日月 发表于 2011-3-5 19:50

转子的磁性的确会下降，假如转子的磁性下降到了某个极限之后，电机会根本无法启动，插电之后转子会哐哐铛铛的跳动，因为此时转子的磁性太低，产生的转矩无法在磁场转向之前推动转子旋转180度。当电压很低的时候，水泵无法启动也是类似的原因，只不过此时是因为定子（线圈）产生的磁场太弱无法在1/100秒内推动转子旋转180度。

而转子的磁性降低到这个限度之前，只要转子能正常旋转起来，水泵的叶轮的转速就是固定的每秒50次。换句话说，只要水泵能工作，不管转子的磁性减弱了多少，转子的转速是不变的，输出功率也是不变的（因为输出功率只跟转速相关）。这是永磁同步电机的特性决定的。

水泵使用一段时间之后的流量下降应该另有原因（比如叶轮以及管道内壁的附着物引起的管阻升高）。

莫大

期待真相

svg_poseidon

又学习了

闲逛

希望多多讨论

johncover

会不会跟水泵内部的污物有关系呢，产生了阻力？

sunwudu

转子的磁性的确会下降，假如转子的磁性下降到了某个极限之后，电机会根本无法启动，插电之后转子会哐哐 ...
3dgen 发表于 2011-3-5 20:40

    严格按照市电频率变换的只是线圈产生的磁场，而不是转子的转速，用手按着叶轮，加电，我可以把转子的速度控制在任意小于50次的数值。

  其实你的转速恒定的说法有个悖论。
  就算是新泵，接一根无限高的管子，然后通电，你会发现水位总会停在一个高度，这个时候水泵是运转的，这个时候，如果水泵转速不降低的话，就像你说的，水位还会上升才对。水泵也不会停转，那样水位回落。

  唯一的解释就是，水泵的转速确实是降低，降到什么程度？降到，转子能提供的驱动力（取决于转子的磁性，这个是可以衰减的）和此时这个高度的水压正好抵消，而这是的水位应该就是所谓的实际量程吧。

  顺便猜测一下，水位停下来的时候，估计泵会很抖，因为这个时候转子的频率和磁场的频率是不同步的，但是相差的数值应该是0.5的整数倍。所以没有办法“自我微调”到我上面所说的那个刚好的临界点（除非很凑巧），所以实际的情况应该似是泵的转速在一个小于50的值上上下跳动，水位也是上下跳动，说到这我貌似找到我家泵一加负载就叫的原因了……



  以上言论没有实际实践过，只是按照高中学的那点自己瞎推的，说错莫怪。


  ps：
  当然这里可能还有一个因素决定了泵的性能，就是叶轮和泵室的结合紧密程度，他们之间的缝隙越小，在压力增高的情况下，压力泄漏的就越小。这么想的话，对于泵足够强劲叶轮足够结实（超好的泵）或者叶轮和泵室缝隙足够大（超级垃圾的泵），那么就不排除水位恒定时，转子转速不变的情况了，只是这个时候叶轮转动产生的高压水流都从叶轮和泵的缝隙泄漏回进水口了。

乱世

转子是会退磁的，虽然我物理差，但我将旧泵换上新转子后的确是猛了。

tiandiao

我总是每隔1或2个月就把各种泵清洗一下，清洗后要比没清洗前有劲。

zzy19800408

不懂，围观的

咖啡驴

转速是恒定的？不会吧。但是衰减是很明显的发生，无论是否有很好的保养。老泵换上新转子，都会有明显提升。
关注讨论。

去了没

如果新换上转子，水泵的确会提升，水泵在海水中使用一些时间后，会有活石的灰尘和碳酸钙在转子和轴中间板结起来，我们在换新转子的同时，同时会清洗下水泵，新转子和轴没有在海水中工作，也没有活石的灰尘和碳酸钙结成，所以感觉效力提高了。

去了没

如果新换上转子，水泵的确会提升，水泵在海水中使用一些时间后，会有活石的灰尘和碳酸钙在转子和轴中间板结起来，造成了摩擦力增大。我们在换新转子的同时，同时会清洗下水泵，新转子和轴没有在海水中工作，也没有活石的灰尘和碳酸钙结成，所以感觉效力提高了。

3dgen

严格按照市电频率变换的只是线圈产生的磁场，而不是转子的转速，用手按着叶轮，加电，我可以把转 ...
sunwudu 发表于 2011-3-6 00:20

1、“加电，我可以把转子的速度控制在任意小于50次的数值”
不可能的，水泵电机是同步电机，跟风扇电机这样的异步电机完全不同，不信的话找个小功率的水泵（千万别用大功率的，那样会很危险）试试就知道——用一根顶端圆滑的柔软的棍子缓缓插入，慢慢的压住叶轮，叶轮的转速不会变化，继续压，叶轮会突然停止，然后开始震动。

2、“其实你的转速恒定的说法有个悖论。
  就算是新泵，接一根无限高的管子，然后通电，你会发现水位总会停在一个高度，这个时候水泵是运转的，这个时候，如果水泵转速不降低的话，就像你说的，水位还会上升才对。水泵也不会停转，那样水位回落。”
离心泵的转子在固定的旋转频率下产生的压强是有极限的，水泵存在极限扬程并不能证明水泵的转速发生了变化。

bighong

转子的磁性随时间会有所消退，但是有没影响，不知道了

3dgen

说了半天，焦点其实就在于水泵电机是否同步电机这个问题上
画了个水泵结构的简图：



黑色的是转子，转子虽然被磨成了圆柱形，但是从其截面看，就是一个有两个磁极的磁棒。
红色的是铁芯，其上绕了线圈（定子）。

在交流电正半周，根据右手定则，定子磁极产生从左向右的磁场（既左端为N，右端为S，图中蓝线标出磁场方向），同性相斥，因此该磁场推动转子顺时针旋转。


待到交流电负半周，此时转子已转过180度，在惯性下转至图中位置（转子N极略微越过定子右侧），定子磁极产生从右到左的磁场，同性相斥，定子产生的磁场继续推动转子顺时针旋转。

以上是同步电机的基本工作原理。不难发现，如果转子在1/100秒内无法转过180度，那么当定子电流换向时，会产生如下状况：

这种情况下转子N极落后于定子右侧，而定子产生的磁场已经换向了，磁场将对转子产生逆时针的力矩，转子将无法保持顺时针旋转。

虽然听起来不可思议，但是类似水泵这样的同步电机的工况就是这样：要么无法转，要么就是恒定转速。

幻海

搬来板凳来学习

幻海

搬来板凳来学习

日月

楼主的理论建立在一个基础之上，那就是定子绕组只有一组，因而磁力要推转子转 180度以后 才能接着转第二圈，但是 要知道 现在的泵 定子绕组不是一组 而是很多组，这样的泵 推力均匀，转速恒定，因此也就不是简单的 50HZ的频率了。所以 讨论转速的衰减与否 其实 没有太大意义，因为事实上转速肯定会变慢的。就是 前文所述，定子磁力衰减，推力变弱，影响了转速。

3dgen

楼主的理论建立在一个基础之上，那就是定子绕组只有一组，因而磁力要推转子转 180度以后 才能接着转第二圈， ...
日月 发表于 2011-3-6 21:37

多磁极的同步电机，电机转速等于电流频率除以磁极对数：2对的转速是25，4对的转速是12.5，磁极数量再多，也不会改变其“同步电机”的工作特性，唯一改变的是每个周期转子转过的角度。

如果有兴趣，有个简单的办法可以测量水泵的转速，大家可以试试看水泵在不同的工况（0扬程、极限扬程）下转速是否一致：
http://bbs.mx3g.com/viewthread.php?tid=137589