水泵改變頻控制可行性分析

水泵變化頻控制可行性分析摘要:在節(jié)能減排的大環(huán)境下,倡導(dǎo)節(jié)省電能,現(xiàn)在工業(yè)的風(fēng)機(jī)和泵的應(yīng)用工頻運(yùn)行,調(diào)節(jié)電動閥的開度來確保工作需要。變頻器現(xiàn)在已經(jīng)普及,能夠?qū)烧呓Y(jié)合起來,能滿足工作需要,又能節(jié)省能源。我對泵類變化頻有某些見解,請同行參考指正。核心詞:變頻器節(jié)省電能控制1我公司的水泵的的現(xiàn)狀我部門動力車間三臺上水泵始終是工頻啟動,電能浪費(fèi)大,現(xiàn)將舊變頻器安裝到動力車間,改為變頻上水。具體分析以下:動力上水泵為工頻50HZ啟動,電能浪費(fèi)大,根據(jù)鍋爐的水位狀況需要不定時(shí)的啟動和停止,對機(jī)械和電器設(shè)備沖擊比較大,減少設(shè)備的使用壽命,減少設(shè)備的有效工作時(shí)間,加大設(shè)備的故障率。三臺上水泵的功率為11kW,生產(chǎn)季節(jié)時(shí)統(tǒng)計(jì)泵啟動為15分鐘啟動一次,每次運(yùn)行5分鐘。每天啟動次數(shù)約為96次,累計(jì)單臺電機(jī)每天啟動時(shí)間約為0.13小時(shí),電機(jī)運(yùn)行時(shí)間為7.87h。2我的設(shè)計(jì)和實(shí)施方案2.1變頻器的原理三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式:n=60f(1—s)/p式中:n——電動機(jī)轉(zhuǎn)速;f——供電頻率;s——電機(jī)的轉(zhuǎn)差率;p——電機(jī)的極對數(shù)。在該式中,若保持p(極對數(shù))、S(轉(zhuǎn)差率)不變,平滑的變化電機(jī)的供電頻率,則電機(jī)轉(zhuǎn)速n=Kf(k為比例系數(shù)),即可得到平滑的變化,這就是變頻調(diào)速的原理。2.2控制柜的制作(1)系統(tǒng)的控制概況:要實(shí)現(xiàn)自動控制,用壓力變送器和PID調(diào)節(jié)器與變頻器構(gòu)成恒壓閉環(huán)系統(tǒng)。工作過程以下:在系統(tǒng)中采用了進(jìn)口、出口2個(gè)壓力變送器,分別檢測進(jìn)口和出口的壓力。進(jìn)口壓力變送器將檢測值送入進(jìn)口PID1,進(jìn)行壓力顯示,并通過參數(shù)設(shè)立,進(jìn)行低壓報(bào)警及超低壓停機(jī)控制。出口壓力變送器將檢測值送入出口PID2,進(jìn)行出口壓力顯示,并通過參數(shù)設(shè)立,一是控制變頻器的頻率,進(jìn)而調(diào)節(jié)水泵的轉(zhuǎn)速,達(dá)成自動控制的目的;二是進(jìn)行水位檢測,實(shí)現(xiàn)高水位報(bào)警及超高水位停機(jī)控制功效。(2)控制柜設(shè)計(jì)控制柜框圖如圖1所示。采用了工、變頻切換的方式,以確保在變頻控制出現(xiàn)問題時(shí)能臨時(shí)投入工頻運(yùn)行,確保生產(chǎn)的持續(xù)性。二次回路中工頻接觸器和變頻器后端的接觸器必須互鎖,使之不能同時(shí)吸合,避免工頻運(yùn)行給變頻器的反供電,而損壞變頻器。km1為上電接觸器,km2為運(yùn)行接觸器,km3為變頻機(jī)復(fù)位接觸器。sb11為急停按鈕,sb12為上電按鈕,sb13為運(yùn)行啟動按鈕,sb14為停止按鈕,sb15為變頻器復(fù)位按鈕。以上按鈕通過外接后,能夠遠(yuǎn)地控制,變頻器、操作臺和電控柜能夠根據(jù)實(shí)際狀況進(jìn)行位置調(diào)節(jié),能夠放在一起也能夠分開放置。通過PID的報(bào)警接點(diǎn)及參數(shù)設(shè)立,可進(jìn)行系統(tǒng)高低水位報(bào)警及超水位停機(jī)控制。即將PID的報(bào)警輸出的AL2接報(bào)警器,實(shí)現(xiàn)報(bào)警,將AL1的輸出接一種中間繼電器,其常閉點(diǎn)串在變頻器的控制接觸器KM1、KM2的控制回路中,當(dāng)系統(tǒng)超壓時(shí)AL1輸出,KM1、KM2斷電,從而使變頻器停機(jī)。3系統(tǒng)的調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試的核心是多個(gè)參數(shù)的設(shè)定。重要是PID的參數(shù)選擇。要對的設(shè)立P、I、D三個(gè)參量,使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,可先讓PID自整定,根據(jù)整定出的數(shù)值再適宜調(diào)節(jié),使變頻器的頻率變化能實(shí)時(shí)地跟蹤系統(tǒng)壓力的變化,直到系統(tǒng)穩(wěn)定為止。對于多個(gè)報(bào)警參數(shù)的設(shè)立,可根據(jù)PID調(diào)節(jié)儀的闡明書進(jìn)行設(shè)定,對于出口PID,可將AL2設(shè)定為上限報(bào)警,輸出控制報(bào)警器,將AL1運(yùn)用正偏差報(bào)警設(shè)定為超高壓輸出。對于進(jìn)口PID,可將AL2設(shè)定為下限報(bào)警,運(yùn)用負(fù)偏差報(bào)警設(shè)定為超低壓輸出,即可實(shí)現(xiàn)多個(gè)控制功效。電機(jī)保護(hù)儀要根據(jù)現(xiàn)場運(yùn)行的實(shí)際狀況進(jìn)行設(shè)定。普通過載電流設(shè)立為額定電流的1.2倍,過壓為額定電壓的1.2倍,欠壓為0.8倍等。4節(jié)能分析和運(yùn)行效果改造上水泵的能耗分析11kW電機(jī)運(yùn)行電流為24A,啟動電流是運(yùn)行電流的2-4倍,電能的消耗為W=U×I,當(dāng)電壓U不變時(shí),電流I越大,所用電能W越大。如電機(jī)改為變頻器啟動,電機(jī)能夠減少頻繁啟動,減少了啟動電流。變頻電機(jī)在運(yùn)行時(shí)的頻率普通為30Hz,比工頻運(yùn)行節(jié)省40%電能。每天節(jié)省電能P=24A×0.13h×3倍×380V/1000+24A×40%×7.87×380V/1000,約為30度,全年按生產(chǎn)210天計(jì)算?？晒?jié)省電能6300度。經(jīng)實(shí)施小組兩個(gè)月的辛勤努力,從設(shè)計(jì)到分析直到成功完畢改造,并投入使用。在鍋爐工頻運(yùn)行的狀況下,上水泵頻繁起停,使用變頻后上水泵能在40Hz的頻率下平穩(wěn)運(yùn)行,減少了啟停對設(shè)備的沖擊,在啟停節(jié)能的狀況下工頻50Hz和40Hz的電能差別為40/50=0.8,三臺11kw的上水泵每小時(shí)33kW。每天節(jié)省電能33kW×(1-0.8)×24h=158.4kW,約為158.4度,全年按生產(chǎn)210天計(jì)算,電費(fèi)0.9元/度?？晒?jié)省電能33264度累計(jì)為29937.6元。通過對實(shí)際操作人員和鍋爐司爐工的詢問,上水泵變頻改造后的運(yùn)行狀況良好,減少了頻繁的啟停操作,減輕了水壓對設(shè)備的沖擊,上水水壓較平穩(wěn)。上水系統(tǒng)從原來的手動變成了現(xiàn)在的觀察,減少了勞動強(qiáng)度。多數(shù)量和大功率都合用。以上為一臺變頻器控制一臺電機(jī),也可兩臺變頻器控制三臺上水泵電機(jī)。共大家參考。三條工頻空開為K1、K2、K3,兩臺變頻器的前端的空開為K1.1和K2.1,一號電機(jī)接KM1和KM1.1兩個(gè)接觸器,二號電機(jī)接KM2.1、KM2和KM2.2三臺接觸器,三號電機(jī)接KM3.1KM3兩臺接觸器,一號變頻器下端接KM1.1和KM2.1兩個(gè)接觸器,二一號變頻器下端接KM2.2和KM3.1兩個(gè)接觸器。二次回路的線路為正常的點(diǎn)