9.2 电动机选择

电动马达和内燃机是灌溉泵动力单元的最常见来源。内燃发动机通常以天然气，丙烷，汽油或柴油为燃料。

电动马达

如果附近有足够的电力，大多数灌溉者会选择电动泵。电力的优点是：

初始成本低（如果有电源）

对于相同额定单位，电动机比内燃机便宜。

高效率

根据电动机的尺寸，电动机的效率在85％到90％的范围内。节能电动机的效率也超过90％。柴油或天然气发动机的效率可能只有25％到30％。

容易维护

电动机只有一个运动部件，一个转子，由两个轴承支撑，当与负载正确匹配时，将提供数年无故障的维修。

寿命更长

电动机可预期运行20到30年。

尺寸范围

与内燃机驱动器相比，电动机的尺寸范围要大得多。

自动化

可以购买自动控制来根据速度，温度，时间和土壤湿度来操作电动机。由于这些控件中的许多控件都是用电的，因此使用这些设备很容易启动和停止电动机。电动机清洁，安静，可连续运行，振动小且可以承受暂时性过载。

电动机的缺点包括：

缺乏便携性

由于电力服务是固定的，因此通常将电动机永久固定在适当的位置。

恒定速度

电动机的输出速度由机器的设计和电源的频率决定。因此，如果减少了灌溉系统的用水量，则必须通过限制泵的出水量来限制水流。可以购买变频控制器来调节电动机速度，但是这些控制器价格昂贵。

内燃机

如果必须将抽水机移至多个地点或灌溉季节很短，则在无法提供足够电力的区域中使用内燃机。所用发动机的类型由可用燃料决定。在卑诗省的农村地区通常没有天然气，因此，柴油是最常用的灌溉发动机。

仅基于电力成本，每个灌溉季节的运行时间少于450小时，柴油机比电动驱动器更经济。 （这是由于用电灌溉帐户收取的最低费用）。

应该选择合适的内燃发动机和泵组件，以使速度兼容并实现最大的发动机寿命和性能。选择内燃机时必须考虑海拔高度和环境空气温度。发动机通常是在海平面，空气温度为20°C，相对湿度为65％的情况下，通过连续曲轴输出净功率来评估的。对于不同的条件，必须按以下步骤降低发动机的功率：

海拔每增加1000英尺，产量降低3％

温度每升高2.8°C，温度升高20°C，则下降1％

相对湿度超过65％时，每10％下降3％

内燃发动机上应安装的安全功能包括：

低系统压力关闭

低油压关断

发动机水温过高

以下是电力公司提供的最常见的变压器布置：

二级服务

直接从水电系统上的变压器提供服务（只能容纳短距离的地方）。

主要服务

需要一条初级电压电源线将水力系统连接到泵站。变压器安装在靠近泵站的地方（与公用设施的距离较长）。

单相

一条主电压线通过一台变压器提供服务。

三相

通过三个变压器从三个主电压线提供服务。

B.C.中的标准一次配电电压是：

单相：7,200伏或14,400伏（相线至中性线）

三相：12,000伏或25,000伏（相间）可用的服务电压为：

单相：208伏或240伏

三相：208伏和600伏

在过去，可以使用480伏特的服务，但卑诗省的水电公司不再将其作为标准电压提供。在购买480伏设备或更改现有480伏服务的负载之前，请与电力公司联系。

表9.4列出了有效安装的抽油机每单位燃料产生的马力小时。马力小时等效于开发一小时的马力。使用功率va生产24个功率小时（一天）的燃料成本的示例比较

表9.4中的信息表明，如果有电力可用，以当前的能源费率（2008年）计算，电力是最便宜的能源。 （实际燃料消耗量将根据电动机的选择，效率，负载，海拔高度等而变化）。

电力供应

单相电动机

以下是卑诗省的摘录。水电和加拿大电力协会。表9.5提供了该信息的摘要。

三相电动机

农村地区的标准配电系统是单相的。因此，许多灌溉系统在240伏单相电源下运行。标准单相电动机的尺寸最大为10 hp。可以使用更大的单相电动机。但是，Hydro允许使用的单相电动机的尺寸取决于电动机对其他客户的服务效果。在单相服务上连接大小超过10 hp的电动机需要获得Hydro的认可。在安装接线或电动机之前，应由Hydro确认可用的电压和服务。

在电力公司提供三相服务的情况下，客户通常不受连接功率的限制。三相电动机比单相电动机具有多个优势：

与单相电动机相比，它们更便宜并且更容易获得；

它们更轻，更小并且具有更大的可用尺寸范围；

它们的结构更简单，因此更可靠，并且需要的维护更少。

并联或串联泵

增加可以单相运行的泵功率系统的一种方法是并联或串联连接两个或多个泵。如果并联连接两个10 hp的泵，将提供与20 hp系统相同的水量。两个串联的10 hp泵将提供一个泵的水量和两个泵的总压力。

软启动单相电动机

较大的单相电动机可采用“软启动”或“软启动”方式。与相同尺寸的标准电动机相比，这些电动机的起动电流更低。起动电流将随制造商而变化，并且在“软”（一个起动阶段）和“软-软”（两个起动阶段）单元之间。较低的启动电流允许在单相线路上连接较大的电动机，而对其他用户的干扰较小。

尽管软启动电动机的启动扭矩要比标准电动机小，但水平离心泵却没有问题。但是，如果使用的电机是通过直角驱动器连接到线轴涡轮机，则启动扭矩可能会成为问题。对于此应用程序，应使用“软启动”（一个启动阶段），或咨询制造商。软启动电机的最大功率为100 hp，但通常使用的大小范围为15-50 hp。

相位转换器

在三相电源不可用的情况下，软启动是一个很好的选择，特别是对于单泵安装，因为单位成本包括电动机启动器。

可以将相转换器安装在单相服务上，以将单相转换为三相，并允许连接三相电动机。允许连接到单相服务的相转换器和三相电动机的大小将取决于服务于该区域的单相配电的容量和现有负载。

相位转换器的大小最高可达100马力。

电容器移相器

相位转换器不允许电动机像在固态三相系统中那样高效地运行。可以使用各种类型和型号的相位转换器。静态相位转换器除开关继电器外没有其他活动部件。静态相位转换器主要有三种：移相器，电容器和重组的双Wye以及自耦变压器-电容器转换器。旋转相位转换器由类似于电动机的旋转单元和包含电容器的外壳组成。

电容器移相器是移相器最古老，最简单的版本。来自电容器的90°相移电压被施加到

电动机的第三端子。空载时，端子3中的电流高，而满载时，端子1和2中的电流过大。因此，与移相器一起使用的电动机被限制为转换器铭牌额定值的75％。

电容器移相器仅适用于Wye（星形）连接的电动机，最适合功率因数较低的老式，大型电动机。它们在电动灌溉系统中的应用受到限制。

电容器相位转换器

电容器相转换器的最大尺寸通常为60 hp，但在某些情况下可以制造为最大100 hp。它只能与12引线星形（或Wye）连接的电动机一起使用。三相电动机通常缠绕在9引线星形中，但绕组可以很容易地重新组合以连接到转换器。

变速驱动

可调速驱动器是可改变电机每分钟转数的电子单元。 最常用的类型是变频驱动器（VFD）。 VFD控制交流电动机的转速。 它控制和更改进入电动机的电源的频率。 可以购买单相和三相系统的设备。

任何“单相”，“软启动”或“相位转换”系统的选择都应考虑最终的连接成本。 这些成本在不同的系统之间差异很大，并且应该包括进电开关，电动机启动器和已安装的布线。