潜水电机技术工艺发展趋势分析及国内市场综述

第一节 产品技术发展现状

潜水电机的密封和保护技术的发展基本上取决于密封技术的研究成果。而潜水电机的密封问题一直是广大用户所关心的焦点,总觉得潜在水中工作不安全、不放心,万一漏水怎么办?潜水电机密封通常分为电气密封和轴承密封两部分。

随着电机技术的不断发展，目前在湿式潜水电机上,这两部分密封解决得比较成功,国内有许多潜水泵厂就以生产单一的湿式潜水电机配套泵段的。湿式潜水电机的电气密封和轴承密封各自独立,如轴承密封失灵,只引起水润滑轴承的润滑水进砂、油脂或稀油润滑的滚动轴承进水,后果是加速磨损和锈蚀,只要电机不短路照常可以运转。

对于使用干式电机的潜水工作，目前机械密封的材料和结构已有了很大的发展,一般在电机与不利部件之间装有一至三道单端面或双端面机械密封。通常上层是石墨/碳化钨,下层是碳化钨/碳化钨。另外,密封材料除碳化钨以外,也可采用碳化硅、氧化铝或其它硬质合金副等。

另外,对潜水电机可附设多层保护装置,例如在定子绕组中内装热过载保护器,以防止电机过载而发热。在接线腔内设置漏水检测探头,当电缆线断裂或其它原因漏水时,探头发出信号,控制系统对泵实施保护。在干式电机的下轴承处设有渗漏集水槽,槽内装有漏水检测器———浮子开关,如果渗漏到槽内的液体达到一定量时便自动报警。在机械密封端的油室内还设有电极保护,当水渗漏到油室内时电极发出信号,由控制系统显示。此时,管理人员及时保养,对机械密封进行检查和更换,把集水槽和油室内液体倒出,并对油室再加入新的机械油,然后将螺栓拧紧即可。整个保养过程简单、方便,水泵即刻又可投入工作。

潜水电机的密封除了采取上述措施以外,仍在进一步地研究怎样才能提高它的密封可靠性和安全性。例如大功率的干式电机另设有由外界向电机内腔的自动补气装置,使电机内部处于正压状态,平衡或大于机构密封外界的水压力,以达到加强止漏的效果。还有对水泵段的机械密封采取减压措施,例如开设减压孔或增加甩水器,以降低此处的水压力和防砂。还有在水泵的叶轮后面增设副叶轮,以减轻机械密封处的压力和保护轴封。而机械密封的选择也应注意要结构合理,密封性能好,安装工艺简单、方便。总之,潜水电机密封技术问题解决得好,潜水电机才会有更加广阔的市场。

第二节 产品工艺特点或流程

1、潜水电机的电磁设计

潜水电机的定子和转子结构与常规的鼠笼型异步电动机相同，因此其电磁设计方法与三相笼型异步电动机类似。然而，由于它拖动的是泵类负载，因此，对启动转矩的要求不高，设计时应主要考虑其运行效率和功率因数尽可能高些;另外，由于该种电机的外侧有水套用于冷却，温升不高，设计时可选用较高的电磁负荷和热负荷，以提高电机的功率密度，降低制造成本。

2、潜水电机的结构设计与材料选择

1）定子

因为潜水电机的机壳较长，定子铁心一般采用外压装工艺。为了防止转子旋转时刮碰上下侧的一些监测元件或信号线，需要将机壳加长。为便于外侧介质的流过，机壳常设计成圆筒形，用HT200材料铸成，以保证机壳具有足够的刚度和强度，承受加工时的夹紧力和压装铁心时的压力，以及运行时径向和切向的电磁力。潜水电机一般采用QXY-2/180聚酞胺酸亚胺漆包圆铜线。这种漆包线具有耐热、耐刮、耐腐蚀、耐水解、击穿电压高等特点，特别适合潜水电机使用。槽绝缘、相间绝缘可采用F级复合箔，二次引接线采用乙丙橡皮绝缘护套F级引接线，这样保证了潜水电机的F级绝缘等级。引接线与绕组线连接处包好绝缘后，再套上收缩管，以防潮气。

2）转子

潜水电机一般采用铸铝转子，转子铁心热套在转轴上。因为铁心端部有检测元件、信号线等，所以两端铸出的风叶均取为定子线圈端部的2/3长。电机与泵通用一根轴，比较长，为了提高轴的强度，轴的材料通常选择比较耐腐蚀的不锈钢3Cr13制成。

3）密封

密封是潜水电机的关键技术，也是最容易出问题的薄弱环节。动力电缆和控制电缆需要从上端盖引出，因此必须加有密封装置。在上端盖、上内盖、机壳、下端盖等结构件结合部的止口处，均应采用涂WD-603密封胶并且加O形密封圈的技术，以保证各结合面较好的密封。上述主要结构件的止口密封技术，产品中选用的O形圈材质为氟橡胶，具有较好的耐腐蚀、耐老化特性。为了保证更好的密封效果，O形圈应有一定的压缩量。

4）电机装配

潜水电机的机壳、上端盖、下端盖、上内盖、轴承盖等零件均用铸铁件，材质为HT200，要求不得有砂眼、气孔等。所有外露紧固件可采用A2-70不锈钢，而且为了更好的密封，所用的数量也比普通电机多。潜水电机的动力电缆为防水YCW橡套电缆。潜水电机分内装和外装两种安装型式，内装式将电机装于提水泵道内，电机与水泵合成一体，介质从电机机壳与提水泵道之间流过;外装式则将电机装于水泵上部的提水泵道外，工作时电机全浸入水中，有辅助冷却水套时，也可半露或全露出水面工作。内装式和外装式根据用户要求设计。潜水电机组装后，必须做气密实验，压力为0。2MPa，要求历时5min无泄漏。

第三节 国内外技术未来发展趋势分析

1、开发高可靠性机械密封

机械密封是潜水电机的关键部分,采用两道单端面机械密封,这样介质的压力可以作用到端面,泄漏方向为内流型,这些都是有利的,但结构稍复杂。在油室内装双端面机械密封,两侧的端面应采用不同的结构型式,使介质的压力能作用到下侧的端面上,否则只靠弹簧力,密封端面的反推力易使端面打开。

随着工业技术发展的要求,对机械密封提出了更高的要求,这就促进了材料科学的发展,目前在机械密封产品中使用的材料将进一步发展,如有自润滑性硬质合金、高性能工程陶瓷、高性能密封圈材料等。因此,还应进一步在结构和材料方面进行研究,提高其可靠性和寿命。

2、新材料新技术新工艺等将逐步应用

普通电机已使用不锈钢、氟塑料(Ｆ４６)、衬塑、衬胶、喷涂陶瓷等,所有这些材料应当尽快应用到潜水电机上,扩大潜水电机的应用领域。而计算机辅助设计、辅助制造和辅助测试等新技术、新工艺的应用也势在必行。事实证明,新技术、新材料、新工艺的应用,不但解放劳动生产力,而且可以保证质量稳定可靠。

3、产品的标准化与模块化

在产品出现多元化的同时，潜水电机作为通用产品，总体总量依旧巨大。在市场中，除出现技术性竞争外，产品的价格竞争尤其是通用化产品的价格竞争是必然趋势。在产品出现多元化的趋势下，要实现产品价格的竞争优势，提高产品零部件的标准化程度，实现产品零部件的模块化是必须的。在众多零部件实现模块化后，通过不同模块的组合或改变个别零件的特性，以实现产品的多元化。同时，只有当零部件标准化程度提高后才有可能基于产品的多元化基础上实际规模化的零部件生产，用以降低产品的生产成本和形成产品的价格竞争优势，也可以在产品多元化的基础上进一步地缩短产品的交货周期。

第四节 潜水电机市场现状分析及预测

潜水电机是潜水电泵的重要组成部分，广泛应用于农田灌溉，矿山排水，湖区水利，及其他工农业给排水领域。潜水电泵是城市污水排放、污水处理、道桥工程排水、水利工程中灌溉及排涝等的重要设备。随着国家环保法规的完善和人们环保意识的增强，用于污水处理的潜水泵得到了越来越多的需求和应用.潜水电机为各种类型的潜水泵配套，与泵构成一体，长期潜入各种水质的污水中运行，工作环境恶劣。因此，开发研制性能优良、安全可靠的潜水电机具有广阔的市场前景。

展望未来，潜水电机电机产品在国内市场的有效需求会保持稳定增长：农业灌溉、矿山、城市污水排放等消费行业的快速发展，以及它们技术的进步、产品的快速更新换代将扩大潜水电机行业需求空间；另一方面国际市场潜水电机需求量处于高增长阶段，出口量及产品档次将逐步提高。

就长期发展趋势看，行业集中度、市场竞争局面、产品质量等因素将是影响行业利润的关键因素；企业改制、出口政策变动、贸易壁垒及原材料成本问题等利好或利空因素的存在将给中国电机行业的发展及投资带来挑战与机遇。中国电机企业需要在规模、技术、产品、管理水平等方面提升竞争能力，融入国际市场。

第五节 潜水电机市场需求分析及预测

1、潜水电机市场需求

潜水电机应用与潜水泵，潜水泵的需求决定了潜水电机的需求。潜水泵是在水泵产品中应用最为广泛的一种，尤其是广大农村农田灌溉及生活用水皆非其莫属。我国农村已拥有潜水泵3000万台，综合城市潜水泵拥有量，潜水泵还有7000万台的潜在市场，因此未来潜水电机市场潜在需求巨大。

潜水电泵的平均使用寿命为5年，2007年我国潜水电机需求量达到850万台，考虑到潜水泵产品更换，2008年还有1000万台潜水泵需要更换，那么对潜水电机的需求总量达到1000万台。

2、潜水电机市场需求将会出现新亮点

未来几年潜水电机市场需求将会出现新亮点。未来3～5年，影响中国潜水电机市场需求和发展的主要内外因素主要有以下几个方面：

1）是国家宏观经济发展态势在今后3～5年内仍被看好。一个较高的发展速度，从而对潜水电机的市场需求产生新的多个增长点。

2）在未来3～5年内，潜水电机制造业仍将保持递进的发展速度，预计，潜水电机制造业的年增长率至少要比机械工业年增长率高出2～3个百分点。

3）在未来3～5年内，中国潜水电机市场和国际潜水电机市场将完全融合。潜水电机业市场竞争将进一步激烈，技术水平、质量、价格和服务即将成为一定时期内最重要的因素。

第六节 潜水电机价格趋势分析

潜水电机价格稳步上扬，行业景气指数迅速上升的局面已经出现。这种上涨趋势在短期内很难回落。这种上涨趋势受众多因素的影响：

1、国内市场需求强劲，推动潜水电机价格的上涨。

潜水电机是初级产品，是潜水泵制造工业的原材料，因此潜水泵制造业经济发展良好、产值增加，则对它的需求就增加。2008年我国经济保持快速增长态势，市场对潜水电机的需求不断增长，成为推动其上升的主要因素。

2、2008年价格稳中有升

宏观经济继续趋好使得硬质合金原材料需求仍旧旺盛，基本面情况乐观。目前，绝大多数国际知名机构都预测世界经济向好的方向发展。在此情况下，对潜水电机的需求仍将保持稳定增长，这成为价格走高的基本因素。

总体上看，2008年随着全球经济景气恢复，工业行业回暖，特别是中国和美国需求急剧增长，潜水电机将在全球范围内出现供不应求的局面，预计2008年国际、国内市场上潜水电机价格将稳中有升。

免责申明：本文仅为中经纵横市场研究观点，不代表其他任何投资依据或执行标准等相关行为。如有其他问题，敬请来电垂询：4008099707。特此说明。