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水泵變頻器控制節(jié)能原理

發(fā)布日期：2012-06-16 15:09  瀏覽次數(shù)：

水泵變頻器控制節(jié)能原理

1、水泵特性分析

　　根據(jù)離心泵特性曲線的有關公式：

　　P=K1Qh （1）

　　Q=K2n （2）

　　H=K3n2 （3）

　　由（1）、（2）、（3）式得：

　　P=k4n3 （4） 

　　P/Q=K5n2 （5）

　　式中：K1，K2，K3，K4，K5為常數(shù)：

　　P為泵機軸功率；

　　Q為泵機流量；

　　H為泵機揚程；

　　n為泵機轉(zhuǎn)速。

　?。?）式中說明在相同的軸功率下，若通過出口閥門調(diào)節(jié)泵機流量，將引起泵機揚程的相應改變，流量越小，揚程變得越大，但實際抽水時，由于揚程是基本不變的，由此就產(chǎn)生了更多的富余揚程。

　?。?）式說明泵機軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，若設法降低轉(zhuǎn)速，就可以減小泵機軸功率，再由（1）可知，就可實現(xiàn)流量或揚程的自由調(diào)節(jié)。

　?。?）式說明單位時間內(nèi)，排放每m3 水能耗（即功耗）與轉(zhuǎn)速立方成正比，這說明在達到實際供水流量前提下，轉(zhuǎn)速越小，功耗越小。

2、電機特性分析

　　根據(jù)交流電動機的工作原理：

　　n=60\p.f（I-s）（6）

　　式中：f為電機的電源頻率；

　　p為電機的磁極對數(shù)；

　　S為轉(zhuǎn)差率。

　　由于電機的S和P為常數(shù)，所以（6）式可知電機的轉(zhuǎn)速與電源頻率有固定的正比例關系。

3、節(jié)能原理

　　由電機特性分析可知，均勻改變電機供電頻率F，就可以平滑地改變電動機的轉(zhuǎn)速，從而改變泵機的轉(zhuǎn)速；結(jié)合泵機特性分析，降低電動機轉(zhuǎn)速，電動機輸入功率也隨之減少，泵機軸功率就相應減少。這就是變頻器控制水泵的節(jié)能原理。

　　另外，水泵起動時的急扭和突然停機時的水錘現(xiàn)象往往容易造成管道松動或破裂，嚴重的可能造成電機的損壞，水泵采用變頻器調(diào)速以后，可以根據(jù)工藝的需要，實現(xiàn)泵機的軟啟和軟停，從而使急扭及水錘現(xiàn)象得到解決。而且在用水量不大的情況下，可以降低泵機的轉(zhuǎn)速，這樣不僅避免了水泵長期工作在滿負荷狀態(tài)，造成的電機過早的老化，而且變頻器的軟啟動大大減小泵機啟動時對機械的沖擊，也具有節(jié)能的作用，其節(jié)電率一般在15%-40%左右。

　　水泵變頻控制設計

　　變頻器選用申甌變頻器作為就頻調(diào)速系統(tǒng)的執(zhí)行單元。申甌變頻器是高性能空間電壓矢量控制通用變頻器。

　　它具有如下特點：

　　32位DSP電機控制專用微處理器，高精度頻率輸出。

　　新穎的功率累計功能，觀察節(jié)能效果更直觀方便。

　　獨特時間累計功能，可以顯示單次通電運行時間，累計運行時間。

　　內(nèi)置RS-485接口，可計算機聯(lián)網(wǎng)控制。多信號輸入，內(nèi)置簡易PLC，自動化控制更方便。

　　參數(shù)交互功能，設定方便。

　　載波頻率可調(diào)，靜音運行。

　　控制方式多樣化，通用性強。

　　內(nèi)置PID調(diào)節(jié)功能，閉環(huán)控制簡單。

　　低速額定轉(zhuǎn)矩輸出，運行穩(wěn)定。

　　鍵盤操作方便，可在運行時在線調(diào)整和設定有關參數(shù)。

　　內(nèi)置剎車單元，快速停車。

　　風扇的運行狀態(tài)可以控制，調(diào)度和運行更簡易方便。

　　多樣的變頻器運行狀態(tài)參數(shù)顯示，對控制信號和負載有關情況一目了然。

　　系統(tǒng)被控對象為1臺30KW水泵電機，保留電機的原工頻啟動單元，另加變頻控制，兩者通過機械電氣聯(lián)鎖，既保證了泵機的正常運轉(zhuǎn)，又便于系統(tǒng)的維修，液位測量變送器用于測量水池液位，并將液位信號變換成4～20mA標準電信號，供給SOB-V600變頻器。

　　當工廠用水量增大時，水池水位則相應的下降，液后測量變送器將液位下降以電信號的形式傳送給SOB-V600水池供水變頻器，使SOC-V600變頻器輸出頻率相應地增大，水泵電機轉(zhuǎn)速上升，供水量也相應地加大，從而保持了水池液位的相對穩(wěn)定。反之，則變頻器輸出頻率降低，以保持水池水位不再上升。

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