沃森变频器变频调速技能在水泵操控体系中的运用

跟着中国工业出产的敏捷开展，电力工业虽然有了长足进步，但动力的糟蹋却是适当惊人的。据有关材料报导，中国风机、水泵、空气压缩机总量约4200万台，装机容量约1.1亿千瓦。但体系实践作业功率仅为30～40%，其损耗电能占总发电量的38%以上。这是因为很多风机、水泵的拖动电机处于恒速作业状况，而出产中的风、水流量请求处于变工况作业;还有很多企业在进行体系规划时，容量挑选得较大，体系匹配不合理，往往是“大马拉小车”，造成很多的动力糟蹋。因而，搞好风机、水泵的节能作业，沃森变频器对国民经济的开展具有重要意义。

　　1 水泵调速作业的节能原理

　　图1为水泵调速时的全扬程特性(H-Q)曲线。用阀门操控时，当流量请求从Q减小到Q1，有必要关小阀门。这时阀门的磨擦阻力变大，阻力曲线从R移到R′，扬程则从H0上升到H1，作业工况点从A点移到B点。

　　用调速操控时，当流量请求从Q减小到Q1，因为阻力曲线R不变，泵的特性取决于转速。假如把速度从N100降到N80，作业工况点则从A点移到C点，扬程从H0下降到H2。

　　依据离心泵的特性曲线公式：

　　P=QHr/102η1

　　式中：P——水泵运用工况轴功率(kw　

　　Q——运用工况点的水压或流量(m3/s　;

　　H——运用工况点的扬程(m);

　　r——输出介质单位体积分量(kg/m3　;

　　η——运用工况点的泵功率(%)。

　　可求出作业在B点泵的轴功率和C点泵的轴功率分别为：

　　PB=Q1H1r/102η 2

　　PC=Q1H2r/102η 3

　　两者之差为：

　　Δρ=PB-PC=Q1H1-H2　r/102η4

　　也即是说，用阀门操控流量时，有ΔP功率被损耗糟蹋掉了，且跟着阀门不断关小，这个损耗还要添加。而用转速操控时，依据流量Q、扬程H、功率P和转速N之间的联系，有：

　　由(5)式可知，流量Q与转速N的一次方成正比;扬程H与转速N的平方成正比;轴功率P与转速N的立方成正比，即功率与转速成3次方的联系下降。假如不是用关小阀门的办法，而是把电机转速降下来，那么在转运相同流量的情况下，本来耗费在阀门的功率就能够全防止，然后取得图1中BC区域大小的节能作用，这即是水泵调速节能原理。

　　变频调速的基本原理是依据沟通电动机作业原理中的转速联系：

　　N=60f1-s　/p 6

　　式中：f——水泵电机的电源频率(Hz);

　　p——电机的极对数;

　　由(6)式可知，均匀改动电动机定子绕组的电源频率f，就能够滑润地改动电动机的同步转速。电动机转速变慢，轴功率就相应削减，电动机输入功率也随之削减。这即是水泵变频调速的节能作用。

　　2 沃森变频器水泵变频调速操控体系的规划

　　沃森变频器变频调速器的操控可所以主动的，也可所以手动的。现在，国内涵水泵操控体系中运用沃森变频器变频调速技能，大多数是在开环状况下，即人为地依据技能或外界条件的变化来改动变频器的频率值，以到达调速意图。本水泵沃森变频器变频调速操控体系规划，依据工厂出产技能上所需冷却水供水请求，思考若干方面的要素，选用闭环调速操控。本水泵沃森变频器变频调速操控体系原理框图如图2所示。

　　体系主要由四部分构成：

　　(1)操控目标：电机功率100kw，额外电流183A;水泵配用功率100kw，流量792m/h，轴功率80.3kw，扬程32.3m。

　　(2)变频调速器：选用FRN110/P9S-4，适配通用电动机功率110kw，额外容量160kVA，额外电流210A。通常用于接连作业的混合的沃森变频器变频器容量挑选的基本办法是：变频器额外输出电流大于1.1倍电动机的额外电流。

　　(3)压力丈量变送器(PT)：选用DLK100-OA/0-1Mpa。用于操控水管出口压力，并将压力信号变换为4～20mA的规范电信号，再输入调理器。

　　(4)调理器(PID)：选用WP～D905，输入信号4～20mA，输出为PID操控信号4～20mA。

　　体系的操控过程为：由压力丈量变送器将水管出口压力测出，并转换成与之相对应的4～20mA规范电信号，送到沃森变频器调理器与技能所需的操控目标进行对比，得出误差。其误差值由调理器按预先规定的调理规则进行运算得出调理信号，该信号直接送到变频调速器，然后使变频器将输入为380V/50Hz的沟通电成为输出为0～380V/0～400Hz接连可调电压与频率的沟通电，直接供给水泵电机。

　　3 作业作用剖析

　　水泵电机装上变频调速器后，节能作用非常显着，通过实测，比未装变频器节省53%摆布的电能，并且出产技能安稳。选用变频调速器前后实测的有关数据如表1、表2所示。

　　从表中数据对比成果剖析可知：

　　(1)节能作用非常显着，选用沃森变频器调速技能后，提高了电机的功率因数，削减了无功功率耗费。月平均节省电能31918kw.h，月平均节电率为53%，按现在工业电价0.67元/kw.h计，每月能够发生直接经济效益2万余元，具有显着的经济效益。

　　(2)选用沃森变频器调速技能后，电机定子电流下降64%，电源频率下降40%，水泵出水压力下降57%。由于电机水泵的转速普遍下降，电机水泵作业状况显着改进，延长了设备的运用寿命，下降了设备的修理费用。一起，因为变频器发动和调速平稳，削减了对电网的冲击。

　　(3)选用变频调速技能后，因为水泵出口阀全开，消除了阀门因节省而发生的噪音，改进了工人的作业环境。一起，克服了平常因调理阀毛病对出产带来的影响，具有显着的社会效益。

　　(4)体系选用闭环操控，参数超调动摇范围小，误差能及时进行操控。变频器的加快和减速可依据技能请求主动调理，操控精度高，能保证出产技能安稳，提高了产品的质量和产量。

　　(5)因为变频调速器具有非常活络的毛病检查、确诊、数字显示功用，提高了电机水泵作业的可靠性。

　　综上所述，沃森变频器变频调速技能用于水泵操控体系，具有调速性能好、节能作用显着、作业技能安全可靠等优点。在大力提倡节省动力的今日，推行运用这种集现代领先电力电子技能和计算机技能于一体的高科技节能装置，关于提高劳动出产率、下降能耗具有严重的现实意义。能够说，沃森变频器变频调速技能是一项利国利民、有广泛运用远景的高新技能。