变频器在供水车间的应用

张巍

摘 要：对供水设备电机加装变频器，对水泵电机加装变频器将对车间有很大的节能效果。

关键词：变频调速；特性曲线；节电

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.020

大家都知道三相异步电机的速可表示为 在公式中，我们可以清楚的知道，变化f/s/p这几个参数，都可以达到改变电机的转速的目的，但是改变极数与改变转差率，这种调速范围较小，达不到现场要求；变频调速具有调速范围宽，效率性能高等优点，是目前工厂应用比较多的调速方法。

1 水泵调速方式的能耗

水泵需要经常的调速一般有2种方法，即：1）不改变电机的转速，改变阀门的开度来调节流量；2）不改变阀门的开度，通过改变电机的转速来调节流量。在相同流量的情况下，上述2种方法的功率消耗是不同的。

众所周知，水泵的工作点是扬程特性曲线与管阻特性曲线的交点。在这一点上，用户的用水量与供水系统的供水量处于平衡状态，系统稳定运行，其特性曲线如图。

2 节能原理

N0与N1 两个参数是电机转速在不同时间内的水泵的扬程性能曲线，R0与R1两个参数代表着管路内部阻力在不同时间内的管路性能曲线。

例如：假定水泵原来在A点为工作点，如果增加流量。

（1）使用阀门控制时要开大阀门 ，此时管路阻力减小，性能曲线将 R0 转变到 R1；扬程将会从H0下降到 H1；同时流量也会从Q0增加到Q1 ；水泵的工作点就会从A点移到B点。

（2）运用变频调速进行控制时，我们可以改变电机的转速，并且保证阀门开口度一定，管路内性能曲线也不变。水泵的工作特性取决于转速，如果把速度提高，特性曲线从N0变为N1；工作点就会从 A转移到C点上，扬程也会从H0上升到H3；流量从Q0上升到Q1。以上两种调节方式均可把流量从Q0上升到Q1；但是却对应着两个不同的工作点B和C，对应的扬程（压力）不同，其差值为（H3-H1），对用户来说是多余的压力。也就是说阀门控制时，有△P的功率被白白浪费了，而用变频调速时，根据水泵的比例定律，改变转速n ，可使水泵的流量Q、扬程H和功率P 都随之相应的改变。

（3）根据离心泵的工作原理可知：流量与转速成正比，转矩与转速平方成正比，功率与转速的三次方成正比。

3 节电效果

3.1 以清二级高压变频改造为例的

公式为：△P=P×[1-（f2/f1）3]×100%

式中：△P—节电负荷；P—为电机的功率；f1—改造前的频率；

f2—为改造后平均频率

改造前电机的功率为500kW， 频率为50Hz，改造后的平均频率为46Hz.带入公式算出：节电负荷=500*[1-（46/50）3]*100%=500*（1-0.78）=110（kW），每年运行300天，每天运行24h，所以节电量为792000 kW，节电率为22%。

3.2 无形效果

（1）变频改造后，电机可以在零速、零压下启动，降低了启动电流，延长了电机的使用寿命。

（2）水泵软启、软停降低了设备的维修费用，同时对降低噪音，减少职工的劳动强度也有积极的作用。

将来，车间将不断的对运行水泵进行变频改造，提高电机运行效率，降低电能损耗，实现电机的软启动，保护设备安全，减少设备的维修率，为厂节能降耗发挥巨大的作用。

参考文献：

[1]王兆安，杨君.变频调速技术及其应用[J].电子节能，1998（04）：1.

[2]姜乃昌.水泵及水泵站[M].北京：中國建筑工业出版社，1998（01）.