泵控制的电气选项

泵运行所需的电源类型取决于驱动泵的电机类型。粗略地概括，有直流电和两种常见的交流电，可为电机提供动力驱动泵工作：

1. 直流电(DC)： 单向电流，可由交流/直流转换器或电池、燃料电池等电源产生。

2. 单相交流电（AC 或 1φ）：这种类型的电流会周期性地反转方向，并连续改变大小。它是家庭中最常见的电能形式，世界各地的大多数墙上插座都提供这种电流。

3. 三相电（3 φ）：这是一种特殊类型的交流电。它是由三个频率相同、振幅相等、相位依次相差120°的交流电势组成 。它在全球范围内用于电网电力传输，以及用于大型电机等。

1. 直流电 – 有刷与无刷

如果应用参数指向用直流电，那有几种不同的电机选择。一种简单且低成本的选择是有刷直流电机，而技术上最先进的是使用无刷直流电机 (BLDC)。大多数配备直流电机的泵可以通过两根线接电，一根连接正极，一根连接负极（即接地）。BLDC 电机可以有额外的电线用于控制信号输入、电机运行状态数据输出或传输其他信号。

1.2 通过电源电压控制直流电机

如果一个使用直流电机的泵需要间歇性运行，则只需接通和切断电源即可开机和关机。这是最简单的控制方式，但可能会使泵启动时在电气系统上产生高负载，并且必须在限制条件下工作。如果要以不同的速度运行泵，则可以通过调节电源电压来降低或提高电机速度。

然而，降低电源电压也会降低扭矩，并且当电源电压过低时，大多数直流电机都会停止运转。此外，当通过增加电源电压启动泵时，泵将“急促地”投入运行，而不是平稳启动。在较早之前，调整电源电压曾经是一种非常经济和简单的选项，可以让泵（的电机）以不同的速度运行。然而，随着 BLDC 电机技术的进步和价格的不断下降，情况已不再如此。

1.3 精细的泵操作：BLDC 电机使用 PWM、控制电压或 UART

BLDC 电机提供了更精细的控制选项。在这里，电源电压保持在 100%，并且可以通过特殊的控制信号实现控制。可以是脉冲宽度调制 (PWM)、模拟控制电压或串行数字接口，例如通用异步收发器 (UART)。使用哪种控制信号主要取决于泵在何种系统中运行。与通过电源电压控制泵相比，以上方法都有诸多优点。

这两张图显示了同一台通过电源电压（左）和控制电压（右）控制的 12 V 直流电机。电源电压控制允许 3800 - 4600 转/分钟的范围，而控制电压方法允许 0 - 4600 转/分钟的范围。

1.3.1 精确控制和全扭矩操作泵

用户可以使用上述三种方法中的一种，非常精确地控制电机速度。根据所使用的具体电机，此范围可涵盖其运行速度的 0% 到 100%。此外，电机在较低的转速下具有较高的扭矩，这在泵需要克服阻力（例如真空）启动时尤为重要。BLDC 电机还具有许多其他优势，例如由于减少了电刷等机械磨损部件，因此使用寿命更长。

1.3.2 与 BLDC 电机通信

如前所述，配备了先进的 BLDC 电机的泵可以用两根以上的电线进行连接。一根电线连接正极，-根连接负极（即接地）-这就是电机的供电。根据应用，另外几根电线可用于输入信号和输出信号。通过输入信号，用户可以开关泵或设定-个特定的电机转速。通过输出信号，用户可以采集有关泵的多种信息，例如实时电机转速或报错信息。有了这种先进的泵操作选项，配备 BLDC 电机的隔膜泵可以轻易地成为闭环系统的一部分。此外，BLDC 电机还可提供高级数字定制选项。

2. 交流电 – 单相和三相

大型隔膜泵（如流程应用中使用的泵）通常依赖于交流电机。如上所述，交流电源有两种常见类型：单相和三相电流。无论使用何种交流电源，配备交流电机的泵通常只能开机和关机。从理论上讲，可以通过改变三相交流频率的变频器来操作配备了三相交流电机的泵。然而，这必须通过外部组件来完成，并且需要深入了解所使用的特定电机以及让它以不同转速运行的技术可行性。在这方面，我们的技术专家很乐意提供进一步的帮助。