摘要:變頻調速以其優(yōu)異的調速和起制動性能、高效率、高功率因數和節(jié)能效果,被廣泛應用。在供水工業(yè)上使用新科瑞中壓變頻器,可以有效延長電機壽命,減少對水路的沖擊。

　　1 、引言

　　水廠的工業(yè)泵房,水泵開后一直處于滿負荷狀態(tài),而用水量是隨生產而時刻變化。因此,必須頻繁開停泵或采用擋板、閥門等方法調節(jié)供水量。這必將對水泵、電機造成機械沖擊,既減少它們的使用壽命,也造成電能的浪費。采用變頻調速既節(jié)能、延長設備使用壽命,又能很好滿足要求。

　　2、變頻調速簡介

　　一個交流電動機的變頻調速系統由變頻調速驅動器、交流電動機和控制器組成。其轉速n與電源頻率f、轉差率s、電機極對數p有如下關系:

　　變頻調速通過改變電源頻率f的方式來改變電動機轉速的。 一般要求主磁通保持不變,這樣在調速范圍內可保持轉矩不變,根據公式: U1≈E1=4.44fN1kΦ為保持主磁通Φ不變,在改變f調速的同時,還必須改變電壓U1,并且保持U1/f比值不變。目前變壓變頻技術已經被更為先進的矢量控制所取代,是將異步電動機的定子電流分為產生磁場的電流分量(勵磁電流)和與其垂直的產生轉矩的電流分量(轉矩電流),并加以控制。在這種控制方式中,必須同時控制異步電動機定子電流的幅值和相位,即控制定子電流矢量,故稱為矢量控制方式。對于水泵,由于流量與轉速的一次方成正比,扭矩與轉速二次方成正比,而泵的功率則與轉速的三次方成正比。用n、N分別表示轉速和功率,腳標“0”均表示額定工況參數。當流量由額定值Q0降至Q時,與額定功率比較,采用轉速調節(jié)的電機的功耗為:

　　當流量由100%降到70%,則轉速相應降到70%,而電機的功耗降到34.3%,也就是節(jié)約電能65.7%?？鄢y門調節(jié)時的功耗與額定功耗的差、轉速下降引起電機的效率下降等因素,節(jié)電效果也是非常顯著的。

　　3、技術要求

　　采用的變頻器為國內知名品牌,變頻泵的操作應滿足原崗位操作規(guī)程,在一定范圍內實現供水量的平穩(wěn)調節(jié);在原有配電系統的基礎上進行。變頻泵可隨意在變頻和工頻狀態(tài)下切換,以及時滿足生產需求;變頻泵能夠及時啟動或停止,以便準確控制水位;變頻情況下,既可按管道壓力自動閉環(huán)工作,亦可由值班人員在值班室手動調節(jié);操作及連鎖均經過PLC完成;安全檢修方式,在檢修過程中設備處于安全狀態(tài);準確的顯示水泵的變頻/工頻工作狀態(tài)以及電壓、電流、轉速、頻率等電氣數據;故障保護。

　　4、改造后運行狀況

　　該電機額定功率850kW,每年用電量在700萬度左右,通過這次變頻改造以后,該泵的年節(jié)電量為(工頻運行時的耗電量D變頻運行時的耗電量)*24h*365天,即(850-750)*24*365=876000(KW?h)每年可節(jié)約電能80萬度左右。其節(jié)能效果相當顯著(功率數750KW為改造運行至今的運行平均值)。電機直接啟動時的最大啟動電流為額定電流的7倍;星角啟動為4.5倍;電機軟啟動器也要達到2.5倍。觀察變頻器起動的負荷曲線,可以發(fā)現它啟動時基本沒有沖擊,電流從零開始上升,不會超過額定電流。

　　使用變頻器可使電機轉速變化沿水泵的加減速特性曲線變化,沒有應力負載作用于軸承上,延長了軸承的壽命。供水裝置減少不必要的開停水泵次數,電儀分部供水降壓站減少不必要的測量絕緣。及時根據生產的用水情況調節(jié)出水量,為穩(wěn)定生產提供了可靠的保障。變頻系統改造前,工業(yè)水管網壓力一般在0.65Mpa左右,且波動比較大,變頻系統采用壓力閉環(huán)控制,保證工業(yè)水管網水壓為0.60MPa。由于變頻器的調速平滑,控制精度高,所以管網壓力波動范圍很小,能滿足供水要求,同時保證了供水質量,并延長了管網及其閥門的使用壽命。

　　5、 結束語

　　變頻調速技術在工業(yè)泵房的應用,不僅優(yōu)化了工藝,而且節(jié)電降耗。