變頻調(diào)速技術(shù)在水泵控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、變頻調(diào)變頻調(diào)速技速技術(shù)在水在水泵控制系控制系統(tǒng)中的中的應(yīng)用作者：金傳偉毛宗源2009638:32:08關(guān)鍵詞：變頻調(diào)速技術(shù)變頻調(diào)速控制系統(tǒng)調(diào)速器軸功率摘要：要：介紹了水泵變頻調(diào)速變頻調(diào)速控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的節(jié)能原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及節(jié)能效果。系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果表明：水泵采用變頻調(diào)速控制，節(jié)能效果顯著，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：變頻器水泵節(jié)能調(diào)速技術(shù)變頻調(diào)速(VariableVelocityVariableFrequency)節(jié)能技

2、術(shù)是一項(xiàng)集現(xiàn)代先進(jìn)電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的高效節(jié)能技術(shù)。自80年代世界各國(guó)將其投入工業(yè)應(yīng)用以來(lái)，它顯示出了強(qiáng)勁的競(jìng)爭(zhēng)力，其應(yīng)用領(lǐng)域也在迅速擴(kuò)展?，F(xiàn)在凡是可變轉(zhuǎn)速的拖動(dòng)電機(jī)，只要采用該項(xiàng)技術(shù)就能取得非常顯著的節(jié)能效果。國(guó)家科委十分重視這一技術(shù)的推廣工作，已在1995年將其列入國(guó)家級(jí)重點(diǎn)推廣的科技成果項(xiàng)目。隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，電力工業(yè)雖然有了長(zhǎng)足進(jìn)步，但能源的浪費(fèi)卻是相當(dāng)驚人的。據(jù)有關(guān)資料報(bào)導(dǎo)，我國(guó)風(fēng)機(jī)、水泵、空氣壓縮機(jī)總量

3、約4200萬(wàn)臺(tái)，裝機(jī)容量約1.1億千瓦。但系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行效率僅為30～40%，其損耗電能占總發(fā)電量的38%以上。這是由于許多風(fēng)機(jī)、水泵的拖動(dòng)電機(jī)處于恒速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，而生產(chǎn)中的風(fēng)、水流量要求處于變工況運(yùn)行；還有許多企業(yè)在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，容量選擇得較大，系統(tǒng)匹配不合理，往往是“大馬拉小車”，造成大量的能源浪費(fèi)。因此，搞好風(fēng)機(jī)、水泵的節(jié)能工作，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。1水泵調(diào)速運(yùn)行的節(jié)能原理水泵調(diào)速運(yùn)行的節(jié)能原理圖1為水泵調(diào)速時(shí)的全揚(yáng)程特性

4、(H－Q)曲線。用閥門(mén)控制時(shí)，當(dāng)流量要求從Q減小到Q1，必須關(guān)小閥門(mén)。這時(shí)閥門(mén)的磨擦阻力變大，阻力曲線從R移到R′，揚(yáng)程則從H0上升到H1，運(yùn)行工況點(diǎn)從A點(diǎn)移到B點(diǎn)。率P與轉(zhuǎn)速N的立方成正比，即功率與轉(zhuǎn)速成3次方的關(guān)系下降。如果不是用關(guān)小閥門(mén)的方法，而是把電機(jī)轉(zhuǎn)速降下來(lái)，那么在轉(zhuǎn)運(yùn)同樣流量的情況下，原來(lái)消耗在閥門(mén)的功率就可以全避免，從而獲得圖1中BC區(qū)域大小的節(jié)能效果，這就是水泵調(diào)速節(jié)能原理。變頻調(diào)速的基本原理是根據(jù)交流電動(dòng)機(jī)工作原理中

5、的轉(zhuǎn)速關(guān)系：N＝60f(1－s)p(6)式中：f——水泵電機(jī)的電源頻率(Hz)；p——電機(jī)的極對(duì)數(shù)；s——轉(zhuǎn)差率。由(6)式可知，均勻改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的電源頻率f，就可以平滑地改變電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變慢，軸功率就相應(yīng)減少，電動(dòng)機(jī)輸入功率也隨之減少。這就是水泵變頻調(diào)速的節(jié)能作用。2水泵變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水泵變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變頻調(diào)速器調(diào)速器的控制可以是自動(dòng)的，也可以是手動(dòng)的。目前，國(guó)內(nèi)在水泵控制系統(tǒng)中使用變頻調(diào)速技術(shù)變

6、頻調(diào)速技術(shù)，大部分是在開(kāi)環(huán)狀態(tài)下，即人為地根據(jù)工藝或外界條件的變化來(lái)改變變頻器的頻率值，以達(dá)到調(diào)速目的。本水泵變頻調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，根據(jù)工廠生產(chǎn)工藝上所需冷卻水供水要求，考慮若干方面的因素，采用閉環(huán)調(diào)速控制。本水泵變頻調(diào)速控制系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。系統(tǒng)主要由四部分組成：(1)控制對(duì)象：電機(jī)功率100kW，額定電流183A；水泵配用功率100kW，流量792mh，軸功率80.3kW，揚(yáng)程32.3m。(2)變頻調(diào)速器：選用FRN110P9