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变频器

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如何改造才能让水泵变频节能

导读: 工业企业生产设备的负荷大部分是交流异步电动机,耗电量约占企业全部电耗的65%左右,尤其水泵类负荷的效率比较低,在2002年中国加入世贸组织之后,企业必须通过降低成本来提高经济效益。才能增强竞争力,在降低生产成本中,节约用电是一个重要的经济环节。

  一、水泵使用情况概述

  工业企业生产设备的负荷大部分是交流异步电动机,耗电量约占企业全部电耗的65%左右,尤其水泵类负荷的效率比较低,在2002年中国加入世贸组织之后,企业必须通过降低成本来提高经济效益。才能增强竞争力,在降低生产成本中,节约用电是一个重要的经济环节。例如某一供水站,供水系统是根据用水量的需求进行调节,是采用调整泵出门阀门来调节流量,需要专人值守,在不同的情况下,开关阀门。劳动强度较大,同时,由于阀门的强制节流使泵形成旋涡冲击,产生了强烈的振动和噪声,对泵的使用寿命、维护修理都加大了不利的损耗。再就是由于电动机的转矩基本恒定,这种调节方式形成的供水压力较高,造成严重的节流功率损失,泵的效率降低,造成电力的浪费。

  二、水泵变频节能改造的调速性能

  水泵在改变转速时,其内部几何尺寸没有改变,所以,据水泵的相似原理可知:当转速变化时,流量与转速成正比,扬程与转速的平方成正比,轴功率与转速的立方成正比,得出:同一台泵当转速变化时,水泵的主要性能参数将接上述比例定律而变化,并且,在变化过程中可保持效率基本不变,若水泵机组转速可调,我们就可以改变某台水泵的转速以适应当时需水量的变化,这样就可以避免水泵机组在低效率区域运转造成的电动机过载,另一方面,也可以避免供水压力偏高所造成的浪费。同时,水泵随着转速的变慢而使轴功率大为减少,电动机输入功率也随之减少,这就是调速水泵在供水系统中所起的节能作用。

  三、水泵变频节能改造减速的机泵原理

  根据交流电动机工作原理中的转速关系,n=60f(1-s)/p,从公式中得出:均匀改变电动机定子绕组的电源频率,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,这就是水泵调速的节能作用。

  交流电动机转速物性为一条稍向下倾斜的曲线,如图A所示,调速时的特性仍为稍向下倾斜曲线,是在不同频率时相互平等的一组曲线,如图B所示:

  从图A、图B中可以看出,变频器的调速特性基本保持了电动机固有的转速特性,它是一组不同频率时相互平行的特性曲线。

  变频调速具有以下优点:

  ①转差率小,转差损失小,效率可高达90~95%以上。

  ②实现平滑地无级调速,精度高,调速范围宽(0~100%),频率变化范围大(0~50Hz)。

  ③起动转矩大(可达额定值的1.1倍),实现软启动减轻启动电流的冲击。

  ④提高电网侧功率因数。

  ⑤变频器可采用高速度的16位CPU与专用的大规模集成电路配合,用软件实现V/5自动调整,具有与计算机可编程控制器联机控制的功能,容易实现生产过程的自动控制。

  ⑥安装容易,调试方便,操作简单。

  ⑦不仅适用于水泵,风机类负荷的节能调速,而且也适用于旧设备的改造,对改善工艺条件,提高产品质量都有其明显效果。

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