摘(zhai)要:變頻調(diao)速以其優(you)異的(de)調(diao)速和起制動性能(neng)、高(gao)效率、高(gao)功率因數和節能(neng)效果,被廣泛應用。在(zai)供水工業上使用新科瑞中壓變頻器,可以有(you)效延長電機壽命,減(jian)少對水路的(de)沖擊。

　　1 、引言

　　水(shui)(shui)(shui)廠的工業(ye)泵房,水(shui)(shui)(shui)泵開后一直處(chu)于滿(man)負荷狀態,而(er)(er)用水(shui)(shui)(shui)量是(shi)隨(sui)生產而(er)(er)時(shi)刻變化。因(yin)此,必須頻(pin)繁開停(ting)泵或(huo)采(cai)用擋板、閥門等方法調(diao)節(jie)供水(shui)(shui)(shui)量。這必將(jiang)對水(shui)(shui)(shui)泵、電(dian)機造成機械沖擊,既減少它們(men)的使用壽命,也造成電(dian)能的浪費。采(cai)用變頻(pin)調(diao)速既節(jie)能、延長(chang)設備(bei)使用壽命,又(you)能很(hen)好(hao)滿(man)足要求(qiu)。

　　2、變頻調速簡介

　　一個交流電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)機的變頻(pin)調(diao)速(su)系統由(you)變頻(pin)調(diao)速(su)驅動(dong)(dong)(dong)器、交流電(dian)(dian)動(dong)(dong)(dong)機和控制器組成。其(qi)轉(zhuan)速(su)n與(yu)電(dian)(dian)源(yuan)頻(pin)率f、轉(zhuan)差率s、電(dian)(dian)機極(ji)對數p有如下關(guan)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(wei)(wei)保持(chi)主(zhu)磁(ci)通Φ不變(bian)(bian),在(zai)改變(bian)(bian)f調速(su)的(de)(de)(de)同時,還必(bi)須改變(bian)(bian)電(dian)(dian)(dian)壓U1,并(bing)且保持(chi)U1/f比(bi)值不變(bian)(bian)。目(mu)前變(bian)(bian)壓變(bian)(bian)頻(pin)技術(shu)已(yi)經被更為(wei)(wei)先(xian)進的(de)(de)(de)矢量(liang)(liang)(liang)(liang)控(kong)制所取(qu)代,是將異(yi)步(bu)電(dian)(dian)(dian)動(dong)機的(de)(de)(de)定(ding)子電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)分(fen)為(wei)(wei)產生磁(ci)場的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)分(fen)量(liang)(liang)(liang)(liang)(勵磁(ci)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu))和(he)與(yu)(yu)其(qi)垂直的(de)(de)(de)產生轉矩(ju)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)分(fen)量(liang)(liang)(liang)(liang)(轉矩(ju)電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)),并(bing)加以(yi)控(kong)制。在(zai)這(zhe)種(zhong)控(kong)制方式中(zhong),必(bi)須同時控(kong)制異(yi)步(bu)電(dian)(dian)(dian)動(dong)機定(ding)子電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)幅值和(he)相(xiang)位,即控(kong)制定(ding)子電(dian)(dian)(dian)流(liu)(liu)矢量(liang)(liang)(liang)(liang),故稱為(wei)(wei)矢量(liang)(liang)(liang)(liang)控(kong)制方式。對(dui)于水泵(beng),由(you)于流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)與(yu)(yu)轉速(su)的(de)(de)(de)一(yi)次方成正(zheng)比(bi),扭矩(ju)與(yu)(yu)轉速(su)二次方成正(zheng)比(bi),而泵(beng)的(de)(de)(de)功(gong)(gong)率(lv)則(ze)與(yu)(yu)轉速(su)的(de)(de)(de)三次方成正(zheng)比(bi)。用(yong)n、N分(fen)別(bie)表示轉速(su)和(he)功(gong)(gong)率(lv),腳(jiao)標“0”均(jun)表示額定(ding)工況(kuang)參數。當流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)由(you)額定(ding)值Q0降至Q時,與(yu)(yu)額定(ding)功(gong)(gong)率(lv)比(bi)較,采用(yong)轉速(su)調節(jie)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)機的(de)(de)(de)功(gong)(gong)耗為(wei)(wei):

　　當流(liu)量(liang)由100%降(jiang)(jiang)到(dao)70%,則轉(zhuan)速相應(ying)降(jiang)(jiang)到(dao)70%,而電(dian)機的(de)(de)功耗降(jiang)(jiang)到(dao)34.3%,也就是節(jie)約電(dian)能65.7%。扣除閥門調節(jie)時的(de)(de)功耗與(yu)額定(ding)功耗的(de)(de)差(cha)、轉(zhuan)速下(xia)(xia)降(jiang)(jiang)引起電(dian)機的(de)(de)效率下(xia)(xia)降(jiang)(jiang)等因素,節(jie)電(dian)效果也是非(fei)常顯(xian)著的(de)(de)。

　　3、技術要求

　　采用(yong)的(de)變(bian)(bian)(bian)頻(pin)器(qi)為國內(nei)知名品(pin)牌,變(bian)(bian)(bian)頻(pin)泵(beng)的(de)操作應滿足(zu)原(yuan)崗位操作規程(cheng),在一定范圍(wei)內(nei)實現供(gong)水(shui)(shui)量(liang)的(de)平穩調節(jie);在原(yuan)有配電(dian)系統的(de)基(ji)礎(chu)上進(jin)行。變(bian)(bian)(bian)頻(pin)泵(beng)可隨意在變(bian)(bian)(bian)頻(pin)和工頻(pin)狀態(tai)下切換,以及(ji)時(shi)滿足(zu)生產(chan)需求;變(bian)(bian)(bian)頻(pin)泵(beng)能夠及(ji)時(shi)啟動(dong)或停止,以便準(zhun)確(que)(que)控制水(shui)(shui)位;變(bian)(bian)(bian)頻(pin)情況下,既(ji)可按管道壓力自(zi)動(dong)閉環(huan)工作,亦可由值(zhi)班(ban)人員在值(zhi)班(ban)室(shi)手動(dong)調節(jie);操作及(ji)連鎖均經過PLC完成(cheng);安(an)全(quan)檢(jian)(jian)修方式,在檢(jian)(jian)修過程(cheng)中設備處于安(an)全(quan)狀態(tai);準(zhun)確(que)(que)的(de)顯示水(shui)(shui)泵(beng)的(de)變(bian)(bian)(bian)頻(pin)/工頻(pin)工作狀態(tai)以及(ji)電(dian)壓、電(dian)流、轉速(su)、頻(pin)率等電(dian)氣(qi)數據;故(gu)障保護。

　　4、改造后(hou)運行(xing)狀況

　　該電機(ji)額(e)定功(gong)率850kW,每年(nian)(nian)用電量(liang)在700萬度左右,通(tong)過這次變頻(pin)改(gai)造(zao)(zao)以后,該泵(beng)的(de)年(nian)(nian)節(jie)(jie)電量(liang)為(wei)(工頻(pin)運行時(shi)(shi)的(de)耗電量(liang)D變頻(pin)運行時(shi)(shi)的(de)耗電量(liang))*24h*365天(tian),即(850-750)*24*365=876000(KW?h)每年(nian)(nian)可(ke)節(jie)(jie)約電能80萬度左右。其節(jie)(jie)能效(xiao)果相(xiang)當顯著(功(gong)率數750KW為(wei)改(gai)造(zao)(zao)運行至今的(de)運行平均值)。電機(ji)直接啟(qi)動時(shi)(shi)的(de)最(zui)大啟(qi)動電流(liu)(liu)為(wei)額(e)定電流(liu)(liu)的(de)7倍;星角啟(qi)動為(wei)4.5倍;電機(ji)軟啟(qi)動器也要達到2.5倍。觀察變頻(pin)器起動的(de)負荷曲線,可(ke)以發(fa)現(xian)它啟(qi)動時(shi)(shi)基本沒有沖擊,電流(liu)(liu)從零開始上升(sheng),不(bu)會超過額(e)定電流(liu)(liu)。

　　使(shi)用(yong)變(bian)(bian)頻器可(ke)使(shi)電機轉速(su)變(bian)(bian)化沿水(shui)(shui)泵的(de)加減速(su)特性曲線(xian)變(bian)(bian)化,沒有應力負載作(zuo)用(yong)于軸承(cheng)上,延長(chang)了(le)軸承(cheng)的(de)壽命。供水(shui)(shui)裝置減少(shao)不(bu)必要(yao)(yao)的(de)開停水(shui)(shui)泵次數(shu),電儀分部供水(shui)(shui)降壓站減少(shao)不(bu)必要(yao)(yao)的(de)測(ce)量(liang)絕緣。及(ji)時(shi)根據生產的(de)用(yong)水(shui)(shui)情況調節(jie)出水(shui)(shui)量(liang),為穩定生產提供了(le)可(ke)靠的(de)保(bao)障。變(bian)(bian)頻系統改造(zao)前,工(gong)業水(shui)(shui)管(guan)網(wang)(wang)壓力一般在(zai)0.65Mpa左右,且波動比較(jiao)大,變(bian)(bian)頻系統采用(yong)壓力閉(bi)環控制(zhi),保(bao)證工(gong)業水(shui)(shui)管(guan)網(wang)(wang)水(shui)(shui)壓為0.60MPa。由于變(bian)(bian)頻器的(de)調速(su)平滑,控制(zhi)精度高(gao),所以管(guan)網(wang)(wang)壓力波動范圍很小,能滿足供水(shui)(shui)要(yao)(yao)求,同時(shi)保(bao)證了(le)供水(shui)(shui)質量(liang),并(bing)延長(chang)了(le)管(guan)網(wang)(wang)及(ji)其閥門的(de)使(shi)用(yong)壽命。

　　5、 結束語

　　變頻調速(su)技術在(zai)工業泵(beng)房的(de)應用,不僅優(you)化了工藝(yi),而且節電降(jiang)耗。