變頻調(diào)速技術(shù)在水泵控制系統(tǒng)中的應用

1、變 頻 調(diào) 速 技 術(shù) 在 水 泵 控 制 系 統(tǒng)中的變頻調(diào)速（VariableVelocityVariableFrequency節(jié)能技術(shù)是一項集現(xiàn)代先進電力電子技術(shù)和計算機技術(shù)于一體的高效節(jié)能技術(shù)。自8 0年代世界各國將其投入工業(yè)應用以來，它 顯示岀了強勁的競爭力，其應用領(lǐng)域也在迅速擴展?，F(xiàn)在凡是可變轉(zhuǎn)速的拖動電機，只要采用該項技術(shù)就能取 得非常顯著的節(jié)能效果。國家科委十分重視這一技術(shù)的推廣工作，已在1 9 9 5年將其列入國家級重點推廣的 科技成果項目。隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，電力工業(yè)雖然有了長足進步，但能源的浪費卻是相當驚人的。據(jù)有關(guān)資料 報導，我國風機、水泵、空氣壓縮機總量約4 2

2、 0 0萬臺，裝機容量約1.1億千瓦。但系統(tǒng)實際運行效率僅 為3 04 0%，其損耗電能占總發(fā)電量的38%以上。這是由于許多風機、水泵的拖動電機處于恒速運轉(zhuǎn)狀 態(tài)，而生產(chǎn)中的風、水流量要求處于變工況運行；還有許多企業(yè)在進行系統(tǒng)設計時，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。因此，搞好風機、水泵的節(jié)能工作，對國民經(jīng)濟的發(fā) 展具有重要意義。1水泵調(diào)速運行的節(jié)能原理圖1為水泵調(diào)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(guān)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E點。用調(diào)速控制時

3、，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(zhuǎn)速。如果把速度從N10 0降到N8 0，運行工況點則從A點移到C點，揚程從H0下降到H2。根據(jù)離心泵的特性曲線公式:P=QHr/102 口 1式中：P 水泵使用工況軸功率（kWQ使用工況點的水壓或流量（m3/sH 使用工況點的揚程（m）;r輸岀介質(zhì)單位體積重量（kg/m3n用工況點的泵效率（）可求岀運行在E點泵的軸功率和c點泵的軸功率分別為:PB=Q1H1r/1022PC=Q1H2r/102 3兩者之差為：尸PBPC=Q1H1H2r/10204也就是說，用閥門控制流量時，有AP功率被損耗浪費掉了，且隨著閥門不斷關(guān)小，這個損耗還要增加而用轉(zhuǎn)速控制時，根據(jù)流量Q、揚程H、功率P和轉(zhuǎn)速N之間的關(guān)系，有：由（5）式可知，流量Q與轉(zhuǎn)速N的一次方成正比；揚程H與轉(zhuǎn)速N的平方成正比；軸功率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)小閥門的方法，而是把電機轉(zhuǎn)速降下來，那么 在轉(zhuǎn)運同樣流量的情況下，原來消耗在閥門的功率就可以全避免，從而獲得圖1中EC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)交流電動機工作原理中的轉(zhuǎn)速關(guān)系:N=60f1-s /p 6式中：f水泵電機的電源頻率（Hz）;p電機的極對數(shù);由（6）式可知，均勻改變電動機定子繞組的電源頻率f,就