基于直流无刷电机的高效光伏扬水系统

本文将介绍天源新能源基于直流无刷电机的直流系列光伏水泵系统。随着高性能永磁材料、微电子技术、自动控制技术和电力电子技术特别是大功率半导体器件的快速发展，直流无刷电机得到了迅速的发展。

直流无刷电机属于永磁同步电机的一种，主要特点在于其转子励磁绕组为永磁体。和感应电机及普通同步电机相比，其无需励磁装置，因而结构得到简化、效率得到提高。和直流电机相比，继承了其运行效率高、调速性能好的特点，同时省却了换向器和电刷，降低了干扰，提高了电机的可靠性和寿命。

基于直流无刷电机调速性能优越、体积小、重量轻、效率高等优点，目前其已在国防、机器人、航天航空、轨道交通、精密机床、汽车电子、家用电器、办公自动化以及工业过程控制等领域得到广泛利用。

在光伏扬水领域，驱动电机目前以三相异步电机和直流无刷电机为主。大功率光伏扬水系统仍以采用高效三相异步电机占多数，中小功率则以采用直流无刷电机的更占优势。
 
天源新能源公司开发的永磁直流光伏水泵系统，驱动电机采用无传感器的直流无刷电机，同时匹配高效螺杆泵，系统效率相比同功率等级的交流光伏扬水系统，有大幅提高。不管是系统安装成本之于消费者，还是节能减排之于社会和生态环境，都有积极意义，Solartech光伏扬水系统实现一次投入，终生受益。常规的直流无刷电机控制需要利用转子位置信息进行换相，这就需要在电机上安装霍尔位置传感器来检测转子位置。传感器的存在增加了电机制造的工艺要求和成本，降低了系统的可靠性，同时传感器的温敏特性也限制了其应用范围。而本公司的永磁光伏扬水系统集成了自主开发的无传感器控制技术，用以实现电机转子位置识别，解决了传感器安装所带来的一系列弊病。

系统所采用的螺杆泵，为容积泵的一种。其通过偏心螺旋体的螺杆与内表面呈双线螺旋面的衬套之间的相对运动，来实现整个系统挤压式太阳能光伏提水。其特点是效率高、流量平稳、可靠性高、有自吸能力、可输送高粘度介质。早期主要用于采油。将其引入扬水系统，主要是利用其出水效率高的优势，一般应用在扬程比较高且用水不多的场合，若能满足出水需要，在扬程需求不高的场合亦可采用。相比同功率等级的离心泵，在相同扬程情况下，螺杆泵出水所需最低能量大幅减少。