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变频器在水泵风机上的应用

2020-07-23
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水泵变频调速运行的节能原理
   
  图1为水泵用阀门控制时,当流量要求从q1减小到q2,必须关小阀门。这时阀门的磨擦阻力变大,管路曲线从r移到r′,扬程则从ha上升到hb,运行工况点从a点移到b点。
  图2为调速控制时,当流量要求从q1减小到q2,由于阻力曲线r不变,泵的特性取决于转速。如果把速度从n降到n′,性能曲线由(q-h)变为(q-h′,运行工况点则从a点移到c点,扬程从ha下降到hc
  根据离心泵的特性曲线公式:
  nrqh102η
  式中:n——水泵使用工况轴功率(kw)
  q——使用工况点的流量(m3/s) ;
  h——使用工况点的扬程(m);
  r——输出介质单位体积重量(kg/m3) ;
  η——使用工况点的泵效率(%)。
  可求出运行在b点泵的轴功率和c点泵的轴功率分别为:
  nbr2b/102η  
  ncr2c/102η  
  两者之差为:Δnnc—nb=r×(Hb-Hc)/102η
  也就是说,用阀门控制流量时,有Δn功率被损耗浪费掉了,且随着阀门不断关小,这个损耗还要增加。而用转速控制时,由于流量Q与转速n的一次方成正比;扬程H与转速n的平方成正比;轴功率P与转速n的立方成正比,即功率与转速n成3次方的关系下降。如果不是用关小阀门的方法,而是把电机转速降下来,那么在转运同样流量的情况下,原来消耗在阀门的功率就可以全避免,取得良好的节能效果,这就是水泵调速节能原理。
变频调速的基本原理
  变频调速的基本原理是根据交流电动机工作原理中的转速关系:
  n=60f(1-s)/p  
  式中:f——水泵电机的电源频率(Hz);
  p——电机的极对数;
  由上式可知,均匀改变电动机定子绕组的电源频率f,就可以平滑地改变电动机的同步转速。电动机转速变慢,轴功率就相应减少,电动机输入功率也随之减少。这就是水泵变频调速的节能作用。
水泵变频调速控制系统的设计
  目前,国内在水泵控制系统中使用变频调速技术,大部分shizaikai环状态下,即人为地根据工艺或外界条件的变化来改变变频器的频率值,以达到调速目的系统主要由四部分组成:(1)控制对象(2) 变频调速器(3)压力测量变送器(PT)(4)调节器(PID)
  系统的控制过程为:
  由压力测量变songqijiang水管出口压力测出,并转换成与之相对应的4~20mA标准电信号,送到调节器与工艺所需的控制指标进行比较,得出偏差。其偏差值由调节器按预先规定的调节规律进行运算得出调节信号,该信号直接送到变频调速器,从而使变频器将输入为380V/50Hz的交流电变成输出为0~380V/0~400Hz连续可调电压与频率的交流电,直接供给水泵电机。
水泵变频调速应用的注意事项
  水泵调速一般是减速问题。当采用bianpintiao速时,原来按工频状态设计的泵与电机的运行参数均发生了较大的变化,另外如管路特性曲线、与调速泵并列运行的定速泵等因素,都会对调速的范围产生一定影响。超范围调速则难以实现节能的目的。因此, 变频调速不可能无限制调速。一般认为, 变频调速不宜低于额定转速50%,最好处于75%~100%,并应结合实际经计算确定。