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变频器 在水泵上的应用

日期:2015-07-01
    随着国 民经济的持续增长以及日常生活能耗的不断提高,能源供 需矛盾日益突出,因此,有效合理地利用能源,最大限 度发挥其作用无疑十分必要,而泵的 运行所耗的能量占全社会所耗能量的比例较大。因此,降低水 泵能耗对全社会的节能,促进国 民经济的可持续发展。具有重大的意义。多数泵 是利用工频电流作恒速运行,当控制流量时,则使用机械式控制阀,极大地浪费了能源,随着技术的发展,交流电 机的变频调速技术也日益完善,变频器 工作的可靠性也越来越高,以前变 频器存在的再起动困难易跳闸瞬间过钱能力差等问,新型变 频器己经解决了,为了有 效地节能和满足负载要求,利用变 频器进行调速控制是种有效节能手段。
  变频器调速节能原理1变频调 节的理论基础对同台水泵,根据流 体力学相似理论,在转速控制时。流量。扬程心 轴功率转速之间的关系可由下式,由上式可知,流量与转速成正比,扬程与 转速的平方成正比,轴功率 与转速的立方成正比,因此电 机的转速控制与调节阀门流量控制相比,可以大 幅度降低轴功率,因而利 用变频器对电机转速控制可以充分的节能。
  当系统负荷下降时,变频器调节水泵转速,从而减少水量。减少电机耗电量,根据电工学知识,电机转 速与输入频率的关系为n为电机转速rpm为频率,3为滑差率,为极对数般来讲5变化范围不大,如果3的变化忽略不记,就可以 认为与成正比关系。
  改变就 可以达到改变电机转速的目的。
  变频调 速闭环控制系统主要由变频器调节器传感器电动机泵组成。控制信号可采用05v的电压信号或420mV的电流。变频调 速装置的信号可采用温度信号压力信号或几种信号的综合控制2变频调 节与阀门调节的能耗比较泵的流量特性随泵的种类而异,般说来 泵的特性与其阻力矩的平方成正比。12是泵的流量Q与扬程H的关系 曲线泵的运行点是由特性曲线N与管路 阻力等构成的阻力曲线的交点,确定。过去采 用恒速运行与阀门控制时,如果减 少流量调整阀门,由于阀 门摩擦阻力变大,阻力曲线从尺1变到尺扬程则从1上升到141.流量从9咸少到,抟制转速调节流量时,由于没有阀门阻力,曲线原样不变,泵的持 性曲线取决于转速,如果把 速度如降低到叫,特性曲 线也会从移到队,则运行点从,点移到点,扬程从降到流量从,减到。
  泵轴功 率可由下式描述。泵的效率,泵轴功率K常数,在中,苦减少流量,则人点 运行时泵的轴功率变成点的轴功率为=两点的功率差为心尺。=QHHJK即应用 阀门流量控制方式时,功率被浪费了,随着阀门不断的拧小,该损耗所占比例更大。由此可知,利用变 频调速可以节约很多的能量,尤其是 在大型的水泵中,其效果更加明显。对于己 投入运行的阀门控制式设备,可将阀门拧到最大,然后安装变频器,通过调 速控制可获得大幅度的节能效果。节能效 果可以描述如下泵是按最大负载扬程选择的,当实际 扬程小时靠阀门来调小扬程时,效果将下降。如果此 时控制泵的转速,即可获 的与实际扬程保持平衡的特性,没有阀门调节损耗。
  多泵并 联中变频调速泵的应用我们知道,采用多 泵并联只能实现分阶段变流量调节,没有完 全解决能量浪费的问,最节能 的运行方式是采用变流量系统,变频调 速水泵是实现变流量的理想方式。由于变频器比较贵,目前在 许多工程中采用较多的方式是并联运行的各泵中,某台作为变频泵,其余的是工频泵。当系统 流量由零开始增加时,变频泵启动,转速随 流量增加而增加,当流量 增至该泵的额定流置时。水泵转 速达到额定转速。此时如 果流量继续增加,则某台 工频泵启动并在额定状况下运行,变频泵负担流量减少,又转入变频运行状态。如此,便可以 实现流量的无级调节,同时变频器容量最小,造价最低。而实际上,由13可以看出,当水泵转速低至定值,水泵性 能曲线在入以下,它是无 法和以额定转速叫运行的工频录并联运行的,因为此 时工频泵的扬程大于变频泵的扬程12,这时只 有工频泵超负荷工作,变频泵发生空转,不输出流体,在那空耗能量,如果两 泵的扬程差相差很大,甚至有可能烧坏电机,这就是大吃小现象,因此,上述系 统是无法实现的,只有当nn2时,两泵才能正常运行。如果水 泵性能曲线非常平缓,则水泵调速范围很窄,节能效果很差。这就是 为什么有些单位只对并联水泵中的台变频后,发现要 么水泵不能正常运行,要么比 原来耗的能量还要多,电费比 原来更多的原因。如果要 实现真正的变流量系统,只有将 所有的并联水泵同时进行变频调速,即改变 并联后的水泵性能曲线,这样才 能达到节能的真正目的。
  总结及 建议根据以上的分析和比较,我们可 以看出变频调速技术在水泵中有很大的用处1可以节约能源,降低水泵运行费用,尤其在大型水泵中,其效果更明显。
  2可以自动调节流量,使操作更方便。
  但要注意的是1并联的 水泵台数不要太多,且泵的型号要样,以免发 生大吃小的现象。
  2并联的水泵中,不要只 有台变频而其它的不变频,那样会 使系统不能正常运行。
  3电动机转速减低时,可能出现温升问,为了解决此问,可以在 电动机上设热敏电阻元件,并保证 电机的转速不低于某值。

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