大型变极双速同步电动机的创新性及应用前景分析

陈 坚 朱泽堂 周思妤

在大型泵站中，轴（混）流泵是一种流量大、扬程低、比转数高的泵型，其弱点是高效区窄，小流量区性能不稳定，这些特性极大地限制了泵的正常使用范围，当泵运行工况偏离额定工况时效率很低。当前解决该问题唯一有效的方法是采用叶片调节，但其调节范围有限，特别是对水位或扬程变化幅度大的泵站，靠单一叶片调节往往无济于事，严重时开不了机。对此，国内有部分泵站采用了变频调节进行机组调速，但高压变频不仅设备昂贵，而且可靠性差，寿命短，因此很难在泵站推广。针对这种情况，湖南省洞庭湖水利工程管理局、华中科技大学、武汉大学、湖北华博电机有限公司等单位经过几年共同努力，完成了“大型变极双速同步电动机的研制及应用”项目研究，成功研发了大型变极双速凸极同步电动机，解决了大型低速同步机组转速调节长期未能解决的难题，其成果可广泛应用于各种供水、排水、跨流域调水及灌排发电结合的大型泵站主机配套，亦可用于水电站和抽水蓄能电站。

技术研发背景

该技术最早于20世纪30年代提出，并逐渐应用于水电站水头调节及抽水蓄能电站的工况转换。但是，这些电机大多是根据电站具体条件专门设计的，且转速切换需要拆机调整线圈，操作过程复杂，技术难度大，通用性差，至今没有形成商业化。1996年武汉水利电力大学与湖南省洞庭湖水利工程管理局合作首次提出开发大型变极双速同步电动机，并先后在湖南岩汪湖和仙桃电排站试点，但因技术方案不够成熟、励磁电流过大等原因未能如愿。……