變頻泵的知識(shí)總結(jié)

1.水泵電機(jī)極是發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)子線圈通入勵(lì)磁電流后形成的磁極，也就是轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)一圈在定子的線圈一匝中能干應(yīng)形成幾個(gè)周期電流不同的級(jí)數(shù)要產(chǎn)生50Hz電勢(shì)就需要不同的轉(zhuǎn)速。50Hz*60s/min=3000除以級(jí)數(shù)就是電機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)的圈數(shù)。級(jí)數(shù)反應(yīng)電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，2級(jí)同步轉(zhuǎn)速是3000r/min，4級(jí)同步轉(zhuǎn)速是1500r/min，6級(jí)同步轉(zhuǎn)速是1000r/min，8級(jí)同步轉(zhuǎn)速是750r/min，簡(jiǎn)單理解為：2級(jí)是3000轉(zhuǎn)，4級(jí)除以2，6級(jí)除以3，8級(jí)除以4。級(jí)數(shù)越多，轉(zhuǎn)速越低，扭矩越大。通常而言，MBR產(chǎn)水泵采用4級(jí)，6級(jí)電機(jī)較多。轉(zhuǎn)差率S是異步電動(dòng)機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)，其大小可反映異步電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)行情況和轉(zhuǎn)速的高低。異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載越大，轉(zhuǎn)速就越低，其轉(zhuǎn)差率就越大；反之，負(fù)載越小，轉(zhuǎn)速就越高，其轉(zhuǎn)差率就越小。異步電動(dòng)機(jī)帶額定負(fù)載時(shí)，其額定轉(zhuǎn)速很接近同步轉(zhuǎn)速，因此轉(zhuǎn)差率很小，一般為0.01～0.06。2.同步電機(jī)與異步電機(jī)區(qū)別為什么會(huì)同步，為什么會(huì)不同步呢同步電機(jī)和異步電機(jī)的定子繞組是相同的，主要區(qū)別在于轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)。同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子上有直流勵(lì)磁繞組，所以需要外加勵(lì)磁電源，通過滑環(huán)引入電流；而異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子是短路的繞組，靠電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流。相比之下，同步電機(jī)較復(fù)雜，造價(jià)高。同步和異步電機(jī)均屬交流動(dòng)力電機(jī)，是靠50Hz交流電網(wǎng)供電而轉(zhuǎn)動(dòng)。異步電機(jī)是定子送入交流電，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，而轉(zhuǎn)子受感應(yīng)而產(chǎn)生磁場(chǎng)，這樣兩磁場(chǎng)作用，使得轉(zhuǎn)子跟著定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。其中轉(zhuǎn)子比定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)慢，有個(gè)轉(zhuǎn)差，不同步所以稱為異步機(jī)。而同步電機(jī)定子與異步電機(jī)相同，但其轉(zhuǎn)子是人為加入直流電形成不變磁場(chǎng)，這樣轉(zhuǎn)子就跟著定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)一起轉(zhuǎn)而同步，始稱同步電機(jī)。簡(jiǎn)單的說就是：異步電機(jī)的轉(zhuǎn)子上沒加直流勵(lì)磁電流，同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子上加了一個(gè)直流勵(lì)磁電流使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與定子與轉(zhuǎn)子切割產(chǎn)生的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速一致。三、同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子為什么要通入直流勵(lì)磁電流，而不通入交流勵(lì)磁電流按工頻50HZ考慮，轉(zhuǎn)子通入直流勵(lì)磁電流，可在定子繞組中感應(yīng)出50HZ電勢(shì)。轉(zhuǎn)子通入交流勵(lì)磁電流后，可分解為正向與反向兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度迭加，在定子繞組中感應(yīng)出100HZ電勢(shì)；反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)速度與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度抵消，與定子繞組相對(duì)靜止，不產(chǎn)生電勢(shì)，但定子磁通中出現(xiàn)直流分量，可能飽和。四、同步電機(jī)和異步電機(jī)怎么選擇（從功能和用途上區(qū)分）①同步電機(jī)大多用在大型發(fā)電機(jī)的場(chǎng)合。而異步電機(jī)則幾乎全用在電動(dòng)機(jī)場(chǎng)合。同步電機(jī)可以通過勵(lì)磁靈活調(diào)節(jié)輸入側(cè)的電壓和電流相位，即功率因數(shù)；異步電機(jī)的功率因數(shù)不可調(diào)，一般在之間，因此在一些大的工廠，異步電機(jī)應(yīng)用較多時(shí)，可附加一臺(tái)同步電機(jī)做調(diào)相機(jī)用，用來調(diào)節(jié)工廠與電網(wǎng)接口處的功率因數(shù)。但是，由于同步電機(jī)造價(jià)高，維護(hù)工作量大，現(xiàn)在一般都采用電容補(bǔ)償功率因數(shù)。②同步電機(jī)效率較異步電機(jī)稍高，在2000KW以上的電動(dòng)機(jī)選型時(shí)，一般要考慮是否選用同步電機(jī)。但是，同步機(jī)因?yàn)橛袆?lì)磁繞組和滑環(huán)，需要操作工人有較高的水平來控制勵(lì)磁，另外，比起異步電機(jī)的免維護(hù)來，維護(hù)工作量較大；所以，現(xiàn)在2500KW以下的電動(dòng)機(jī)，現(xiàn)在大多選擇異步電機(jī)。在功率較小時(shí)，效率的差別已經(jīng)變得微不足道了。③異步電機(jī)簡(jiǎn)單，成本低，易于安裝、使用和維護(hù)，所以受到廣泛使用。缺點(diǎn)是效率低，功率因數(shù)低對(duì)電網(wǎng)不利。而同步電機(jī)效率高是容性負(fù)載，可改善電網(wǎng)功率因數(shù)。④同步機(jī)需要?jiǎng)?lì)磁電壓、電流調(diào)節(jié)，異步機(jī)則不需；同步機(jī)可以給系統(tǒng)補(bǔ)償無功，異步機(jī)需要專門設(shè)備增加功率補(bǔ)償。⑤同步電機(jī)的主要運(yùn)行方式有三種，即作為發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)和補(bǔ)償機(jī)運(yùn)行。作為發(fā)電機(jī)運(yùn)行是同步電機(jī)最主要的運(yùn)行方式，作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行是同步電機(jī)的另一種重要的運(yùn)行方式。同步電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)可以調(diào)節(jié)，在不要求調(diào)速的場(chǎng)合，應(yīng)用大型同步電動(dòng)機(jī)可以提高運(yùn)行效率。近年來，小型同步電動(dòng)機(jī)在變頻調(diào)速系統(tǒng)中開始得到較多地應(yīng)用。同步電機(jī)還可以接于電網(wǎng)作為同步補(bǔ)償機(jī)。這時(shí)電機(jī)不帶任何機(jī)械負(fù)載，靠調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子中的勵(lì)磁電流向電網(wǎng)發(fā)出所需的感性或者容性無功功率，以達(dá)到改善電網(wǎng)功率因數(shù)或者調(diào)節(jié)電網(wǎng)電壓的目的。一般的應(yīng)用場(chǎng)合做為設(shè)備驅(qū)動(dòng)選擇異步電動(dòng)機(jī)就可以了。3.水泵的調(diào)速控制產(chǎn)水泵是MBR產(chǎn)水重要的調(diào)節(jié)措施，關(guān)系著產(chǎn)水量及膜清洗頻率的判定。水泵調(diào)節(jié)主要方式有恒壓調(diào)速，恒流調(diào)速。MBR多采用恒流調(diào)速，即恒產(chǎn)水量調(diào)速。恒流調(diào)速就要求水泵產(chǎn)水量不變，當(dāng)跨膜壓差增加時(shí)，提高揚(yáng)程克服增加的跨膜壓差，即整體曲線向Q-H曲線的上部移動(dòng)。水泵調(diào)速方法主要有兩類，一類是電機(jī)轉(zhuǎn)速不變，調(diào)節(jié)附加裝置改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速，另一類是改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，這在污水廠中應(yīng)用最多。其中使用最多的便是變頻調(diào)速，即通過改變水泵的工作頻率儀改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速。式中N----水泵電機(jī)轉(zhuǎn)速；

f----電機(jī)頻率；P----電機(jī)級(jí)數(shù)；s----電機(jī)轉(zhuǎn)差率。水泵的電機(jī)級(jí)數(shù)和轉(zhuǎn)差率是定值，因此，水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速與電機(jī)頻率成線性關(guān)系，通過均勻改變電機(jī)頻率，可平滑的改變電機(jī)轉(zhuǎn)速。根據(jù)葉片泵的比例率，水泵流量，揚(yáng)程和功率與轉(zhuǎn)速成1次方，2次方，3次方的比例關(guān)系。通過控制系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)，可以做到使水泵Q-H曲線發(fā)生變化，從而調(diào)節(jié)相應(yīng)的水量揚(yáng)程。為了保持調(diào)速是電機(jī)最大扭矩不變，需要定子的供電電壓做相應(yīng)的調(diào)節(jié)，因此，變頻設(shè)備需要具有調(diào)頻和調(diào)壓兩種功能。變頻調(diào)速可以實(shí)現(xiàn)水泵的“軟啟動(dòng)”，水泵從低頻開始運(yùn)轉(zhuǎn)逐漸升速，直到工況，而不是起動(dòng)即達(dá)額定轉(zhuǎn)速。軟啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的干擾小，吳沖擊電流，尤其適合MBR工藝這種數(shù)臺(tái)產(chǎn)水泵之間頻繁切換啟停的工況。

4.水泵變速調(diào)節(jié)范圍有關(guān)實(shí)驗(yàn)表明：水泵轉(zhuǎn)速對(duì)機(jī)械效率影響較大。這主要是因?yàn)闄C(jī)械損失中的輪盤摩擦損失、軸承摩擦損失和填料函損失分別與轉(zhuǎn)速的3次方，2次方，1次方成正比，轉(zhuǎn)速的增加會(huì)增加機(jī)械損失，比例率算換的誤差也越大。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，水泵調(diào)節(jié)范圍很大，但已超過比例率的應(yīng)用范圍。比例率應(yīng)用范圍應(yīng)使轉(zhuǎn)速的變化增速不大于20%，降速不大于50%為宜。水泵實(shí)際調(diào)速范圍根據(jù)變頻器而定，變頻器可實(shí)現(xiàn)從0-50Hz變頻。實(shí)際上無論那種電機(jī)都可以通過變頻器進(jìn)行變頻，但需要擔(dān)心電機(jī)過熱。如變頻范圍在5-50Hz，此時(shí)宜選用變頻電機(jī)，以加強(qiáng)散熱，防止“爆電機(jī)”；變頻在35-50Hz，可選寬頻電機(jī)。

5.電機(jī)對(duì)設(shè)備價(jià)格的影響關(guān)于低壓電機(jī)及變頻器增加一級(jí)所增加的成本總結(jié)如下（以西門子電機(jī)及變頻器為例）：1、電機(jī)每增大一級(jí)（7.5KW~250KW），成本增加3.5%~69%，平均增加成本20%。2、變頻器每增大一級(jí)，成本增加15%左右。以某合資品牌55KW水泵為例：不銹鋼316水泵價(jià)格