變頻調速技術在水泵恒壓變頻供水系統(tǒng)中的應用
2025/1/9 10:05:30??????點擊：
變頻調速節(jié)能技術是一項集現代電力電子技術和計算機技術于一體的高效節(jié)能技術。自投入工業(yè)應用以來，它顯示出了強勁的競爭力，水泵恒壓變頻供水系統(tǒng)應用領域也在迅速擴展。現在凡是可變轉速的拖動電機，只要采用該項技術就能取得非常顯著的節(jié)能效果。由于許多風機、水泵的拖動電機處于恒速運轉狀態(tài)，而生產中的風、水流量要求處于變工況運行；往往是“大馬拉小車”，造成大量的能源浪費。因此，搞好水泵恒壓變頻供水系統(tǒng)的節(jié)能工作，對經濟的發(fā)展具有重要意義。
１ 水泵調速運行的節(jié)能原理
水泵恒壓變頻供水系統(tǒng)水泵調速時的全揚程特性（Ｈ－Ｑ）曲線。用閥門控制時，當流量要求從Ｑ減小到Ｑ１，必須關小閥門。這時閥門的磨擦阻力變大，阻力曲線從Ｒ移到Ｒ′，揚程則從Ｈ０上升到Ｈ１，運行工況點從Ａ點移到Ｂ點。
水泵恒壓變頻供水系統(tǒng)用調速控制時，當流量要求從Ｑ減小到Ｑ１，由于阻力曲線Ｒ不變，泵的特性取決于轉速。如果把速度從Ｎ１００降到Ｎ８０，運行工況點則從Ａ點移到Ｃ點，揚程從Ｈ０下降到Ｈ２。
２ 水泵恒壓變頻供水系統(tǒng)的設計
水泵恒壓變頻供水系統(tǒng)的控制可以是自動的，也可以是手動的。目前，國內在水泵控制系統(tǒng)中使用變頻調速技術，根據實際用水情況的變化來改變變頻器的頻率值，以達到調速目的。
水泵控制系統(tǒng)主要由四部分組成：
（１）控制對象：電機。
（２）變頻調速器：變頻器。
（３）壓力測量變送器：。用于控制水管出口壓力，并將壓力信號變換為４～２０ｍＡ的標準電信號，再輸入調節(jié)器。
（４）調節(jié)器（ＰＩＤ）：選用ＷＰ～Ｄ９０５，輸入信號４～２０ｍＡ，輸出為ＰＩＤ控制信號４～２０ｍＡ。
系統(tǒng)的控制過程為：由壓力測量變送器將水管出口壓力測出，并轉換成與之相對應的４～２０ｍＡ標準電信號，送到調節(jié)器與工藝所需的控制指標進行比較，得出偏差。其偏差值由調節(jié)器按預先規(guī)定的調節(jié)規(guī)律進行運算得出調節(jié)信號，該信號直接送到變頻調速器，從而使變頻器將輸入為３８０Ｖ／５０Ｈｚ的交流電變成輸出為０～３８０Ｖ／０～４００Ｈｚ連續(xù)可調電壓與頻率的交流電，直接供給水泵電機。
３ 水泵恒壓變頻供水系統(tǒng)運行效果分析
水泵電機裝上變頻調速器后，節(jié)能效果非常顯著，經過實測，比未裝變頻器節(jié)約５３％左右的電能，而且生產工藝穩(wěn)定。從表中數據對比結果分析可知：
（１）節(jié)能效果非常顯著，采用變頻調速技術后，提高了電機的功率因數，減少了無功功率消耗。具有明顯的經濟效益。
（２）采用變頻調速技術后，電機定子電流下降60％，電源頻率下降40％，水泵出水壓力降低58％。由于電機水泵的轉速普遍下降，電機水泵運行狀況明顯改善，延長了設備的使用壽命，降低了設備的維修費用。同時，由于變頻器啟動和調速平穩(wěn)，減少了對電網的沖擊。
（３）采用變頻調速技術后，由于水泵出口閥全開，消除了閥門因節(jié)流而產生的噪音，改善了工人的工作環(huán)境。同時，克服了平常因調節(jié)閥故障對生產帶來的影響，具有顯著的社會效益。
（４）系統(tǒng)采用閉環(huán)控制，參數超調波動范圍小，偏差能及時進行控制。變頻器的加速和減速可根據工藝要求自動調節(jié)，控制精度高，能保證生產工藝穩(wěn)定，提高了產品的質量和產量。
（５）由于變頻調速器具有十分靈敏的故障檢測、診斷、數字顯示功能，提高了電機水泵運行的可靠性。
綜上所述，變頻調速技術用于水泵恒壓變頻供水系統(tǒng)，具有調速性能好、節(jié)能效果顯著、運行工藝安全可靠等優(yōu)點。在大力提倡節(jié)約能源的今天，推廣使用這種集現代電力電子技術和計算機技術于一體的高科技節(jié)能裝置，對于提高勞動生產率、降低能耗具有重大的現實意義?？梢哉f，變頻調速技術是一項利國利民、有廣應用前景的智能節(jié)能技術。
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