變頻調速技術在水泵恒壓變頻供水系統中的應用
2025/1/9 10:05:30??????點擊：
變頻調速節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能技術。自投入工業應用以來，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能效果。由于許多風機、水泵的拖動電機處于恒速運轉狀態，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的節能工作，對經濟的發展具有重要意義。
１ 水泵調速運行的節能原理
水泵恒壓變頻供水系統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的設計
水泵恒壓變頻供水系統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，再輸入調節器。
（４）調節器（ＰＩＤ）：選用ＷＰ～Ｄ９０５，輸入信號４～２０ｍＡ，輸出為ＰＩＤ控制信號４～２０ｍＡ。
系統的控制過程為：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。其偏差值由調節器按預先規定的調節規律進行運算得出調節信號，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運行效果分析
水泵電機裝上變頻調速器后，節能效果非常顯著，經過實測，比未裝變頻器節約５３％左右的電能，而且生產工藝穩定。從表中數據對比結果分析可知：
（１）節能效果非常顯著，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，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，消除了閥門因節流而產生的噪音，改善了工人的工作環境。同時，克服了平常因調節閥故障對生產帶來的影響，具有顯著的社會效益。
（４）系統采用閉環控制，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，控制精度高，能保證生產工藝穩定，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，具有調速性能好、節能效果顯著、運行工藝安全可靠等優點。在大力提倡節約能源的今天，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。可以說，變頻調速技術是一項利國利民、有廣應用前景的智能節能技術。
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