变频器在水泵控制系统中的应用

闵海斌　孙辉

[摘要]传统水泵的控制均依赖于传统的变压控制模式，这种模式使得电机长期处于满负荷的运转状态，既减损了设备的使用寿命，又浪费了大量的能源，更无法建立严格的科学管理体制。随着变频器的广泛投入使用，变频水泵控制能有效提高水泵的工作效率，且还使水泵的运转更加节能。本文基于此从主要特点以及应用价值等角度对变频器进行了概述，然后在此基础上深入分析和研究了变频器在水泵控制系统中的具体应用。

[关键词]水泵控制系统；变频器；应用；效果

水泵是冶金行业作业过程中不可缺少的重要设备之一，在生产供、补水过程中发挥着不可替代的作用。水泵在启动的时候需要的扭矩以及功率非常大，且在具体的运转过程中所需要的扭矩和功率又非常小，因此针对水泵的不同运转状态对水泵的转速进行有效的调节，变频器便是调节水泵转速的关键部件。所以要进一步深入分析和研究变频器在水泵控制系统中的应用，使变频器在水泵控制系统中发挥更大的作用，促进水泵工作效率的提高，使其更加节能环保。

一、变频器概述

为了更好地分析和研究变频器在水泵控制系统中的应用，首先要深入了解变频器的主要特点以及具体的应用价值，使变频器在水泵控制系统的应用过程中发挥更大的作用。

（一）变频器的主要特点

首先，变频器可以为用户提供很多套程序，从而使用户可以根据自己的实际情况和具体需求进行选择。具体而言，变频器的主要程序有标准工厂宏、自动控制宏、PID控制宏以及水泵控制宏等。其次，变频器所提供的水泵控制宏有很大的优越性，采用该水泵控制宏可以不必使用专用盼恒压基板，进而使设备的故障率大大降低，同时也在很大程度上减少了设备的投资。第三，变频器可以使水泵的电机更加灵活高效，它可以对电机进行定时的自动切换，既可以使水泵的电机自动睡眠，也可以使水泵的电机自动唤醒，因此采用变频器可以让水泵进行自由的睡眠和工作，既提高工作效率又节省能源。最后，变频器的控制精度非常高，变频器的控制精度可到达标称速度的0.2%，由此可见，变频器代表着高精尖的变频技术。

（二）变频器的应用价值

变频器的主要功能特点决定了它在水泵控制系统中的应用价值。一般情况下，普通的水泵采用额定流量和额定功率来进行运转的，但是水量并不是恒定的，水量会随着时间的变化而改变，有时处于高峰，有时处于低峰。当水量处于低峰时，如果仍然用额定流量和额定功率使水泵进行满负荷运转，在很大程度上造成了能源的浪费。而变频器可以使水泵的工作频率随着水量的变化而自动进行相应的调节，当水量处于低峰时，变频器便可以使水泵进入睡眠状态；当水量处于高峰时，变频器便可以将水泵唤醒进入高效的运转状态，这样既能保证水泵的工作效率，又能节省大量的能源，因此变频器在水泵控制系统中有巨大的应用价值。

二、变频器在水泵控制系统中的应用

（一）水泵对控制系统的相关概述

冶金行业的生产用水在整个供补水过程中是处于动态变化的，因此，水泵在进行工作的时候往往要不断的启动和关闭，只有这样才能使水泵能够有效地适应不同的用水量变化。在这个过程中很容易造成能源的浪费，同时还会给水泵带来一定的损坏。另外，水泵的频繁调速能够依靠设备实现自动化，从而取代人工调节，减少调速调节的误差。因此水泵对控制系统的具体要求就是首先能够使水泵对转速进行自动调节，始终以最好的工作状态来适应用水量的变化，通常情况下，能够实现水泵自动调速调节的有单片机技术以及变频器，然而变频器的控制精度更高、成本更低、维护和使用更加方便，因此变频器逐渐成为水泵控制系统的主要应用设备。

（二）变频器在水泵控制系统的应用原理

通常情况下，冶金行业中的水泵数量比较多，因此往往需要一个变频器控制一台水泵的运转。一般情况下，水泵控制系统由变频器、继电器、调节器以及压力变送器等重要部分组成。当用水量产生了较大的变化时，传感器会把水量的变化以压力信号的方式发送给压力变送器，压力变送器经接收到的压力信号进一步传递给调节器，调节器对接收到的信号进行比对和分析，然后产生准确可靠的检测信号，并进一步传送给变频器，通过继电器来对水泵的运转速度进行适时的调控。变频器在水泵控制系统的应用原理如图1所示。

（三）变频器在水泵控制系统的应用要点

为了使变频器在水泵控制系统中发挥更大的作用，要积极探索和创新，真正掌握变频器在水泵控制系统的应用要点。首先，仔细阅读变频器的产品明细表，并对变频器进行使用前的实验检测，保证变频器的质量符合相关的要求。其次，做好变频器的选型，变频器的选型是变频器在水泵控制系统的应用要点之一。在变频器的选型过程中要仔细检查额定电流、额定功率等主要的参数和指标，一般情况下，变频器的额定电流是水泵电机的额定电流的1.1-1.3倍左右。第三，变频器在水泵控制系统的应用过程中，常常会受到一些干扰的不良影响，如果不能及时消除干扰，将会使水泵控制系统的基本功能受到严重损害。一般情况下，常见的干扰主要有电容干扰、通讯线干扰、控制器干扰以及继电器干扰等。如果电容受到不同程度的干擾，就会使电容产生过度发热的现象，从而导致电容烧毁；如果继电器受到干扰，就会使继电器产生的信号变得非常微弱，甚至会使继电器在没有控制信号的情况下自动发出指令；通讯线受到干扰会使显示屏出现严重的误差，使人工监测的准确度大大降低；如果控制器受到严重干扰，会使控制器出现失灵的状况，从而进一步导致水泵控制系统的紊乱。总而言之，变频器在水泵控制系统的应用过程中，必须要采取积极的措施抵抗干扰，才能使水泵正常高效地运转。

三、运行效果

通过变频改造，实践验证了水泵采用变频调速装置后可实现的效果减少了对电网和变压器等的冲击，能提高电机的功率因数，减少了无功功率消耗；减轻了对设备损伤，延长了设备的使用寿命；实现转速控制，可使运行人员根据需要进行自行调控；系统还能实现闭环控制满足生产实际需要等优点，大大降低运行成本，因此采用变频装置，已取得良好的运行效果。

四、结束语

综上所述，变频器的使用可以使水泵的工作频率随着水量的变化而自动进行相应的调节，既能保证生产供水的安全可靠，又能提高水泵的工作效率，大大节省能源，因此，针对不同的水泵系统，通过对变频控制系统的应用原理以及应用要点的熟练掌握，才能真正使水泵更加高效可靠地运行，进而取得良好的经济效益。