风机水泵采用变频调速的分析

风机水泵采用变频调速的分析
默认分类 2009-07-03 18:50 阅读70 评论0
字号：大中小
泵类设备在生产范畴同样有着辽阔的利用空间，提水泵站、水池储罐给排系统、产业水（油）循环系统、热交流系统均使用离心泵、轴流泵、齿轮泵、柱塞泵等设备。

而且，根据不同的生产需求往往采用调剂阀、回流阀、截止阀等节流设备进行流量、压力、水位等信号的控制。

这样，不仅造成大批的能源挥霍，管路、阀门等密封性能的损坏；还加速了泵腔、阀体的磨损和汽蚀,离心泵，严重时破坏设备、影响生产、危及产
品德量。

风机、泵类设备多数采用异步电动机直接驱动的方法运行，存在启动电流大、机械冲击、电气掩护特性差等毛病。

不仅影响设备应用寿命，而且当负载呈现机械故障时不能瞬间动作维护设备,潜水泵，时常涌现泵
破坏同时电机也被销毁的现象。

近年来，出于节能的急切须要和对产品德量不断进步的请求，加之采取变频调速器（简称变频器）易操作、免保护、节制精度高，并可以实现高功效化等特色；因而采用变频器驱动的计划开端逐步代替风门、挡板、
阀门的把持计划。

变频调速技术的基础原理是依据电机转速与工作电源输进频率成正比的关系：n＝60f（1－s）／p，（式中n、f、s、p分辨表现转速、输进频率、电机转差率、电机磁极对数）；通过改变电动机工作电源频率到达转变电机转速的目标。

变频器就是基于上述原理采用交－直－交电源变换技术，电力电子、微电脑控制等
技巧于一身的综合性电气产品。

三、节能剖析
通过流体力学的基础定律可知：风机、泵类装备均属平方转矩负载，其转速n与流量Q，压力H以及轴功率P具有如下关系：Q∝n，H∝n2，P∝n3；即，流量与转速成正比，压力与转速的平方成正比，轴功率
与转速的立方成正比。

以一台水泵为例，它的出口压头为H0（出口压头即泵进口和管路出口的静压力差），额定转速为n0，阀门全开时的管阻特征为r0，额定工况下与之对应的压力为H1，出口流量为Q1。

流量－转速－压力关系曲
线如下图所示。

在现场控制中，通常采用水泵定速运行出口阀门掌握流量。

当流量从Q1减小50%至Q2时，阀门开度减小使管网阻力特性由r0变为r1，系统工作点沿方向I由本来的A点移至B点；受其节流作用压力H1变为H2。

水泵轴功率实际值（kW）可由公式：P＝Q。

H／（ηc。

ηb）×10－3得出。

其中，P、Q、H、ηc、ηb分辨表现功率、流量、压力、水泵效力、传动装置效率，直接传动为1,隔膜泵。

假设总效力（ηc。

ηb）为1，则水泵由A点移至B点工作时，电机节省的功耗为AQ1OH1和BQ2OH2的面积差。

假如采用调速手腕转变水泵的转速n，当流量从Q1减小50%至Q2时，那么管网阻力特征为同一曲线r0，体系工作点将沿方向II由本来的A点移至C点，水泵的运行也更趋公道。

在阀门全开,自吸泵，只有管网阻力的情形下，系统满足现场的流量请求，能耗势必下降。

此时，电机节俭的功耗为AQ1OH1和CQ2OH3的面积差。

比拟采用阀门开度调节和水泵转速控制，显然应用水泵转速控制更为有效公道，具有明显的节能后果。

另外,水泵，从图中还可以看出：阀门调节时将使系统压力H升高，这将对管路和阀门的密封性能形成要挟和损坏；而转速调节时，体系压力H将随泵转速n的降低而下降，因此不会对系统发生不良影响。

从上面的比较不难得出：当现场对水泵流量的需求从100%降至50%时，采用转速调节将比本来的阀门调节节俭BCH3H2所对应的功率大小，节能率在75%以上。

与此相相似的，假如采用变频调速技术转变泵类、风机类设备转速来控制现场压力、温度、水位等其它进程掌握参量，同样可以根据体系控制特征绘制出关系曲线得出上述的比拟成果,计量泵。

亦即,磁力泵，采用变频调速技巧改变电机转速的方式，要比采用阀门、挡板调节更为节能经济，装备运行工况也将得到显明改良。

四、节能盘算
对于风机、泵类设备采用变频调速后的节能后果，通常采用以下两种方法进行计算：
1、根据已知风机、泵类在不同控制方式下的流量－负载关系曲线和现场运行的负荷变更情形进行计算。

以一台IS150－125－400型离心泵为例,消防泵，额定流量200。

16m3/h，扬程50m；配备Y225M－4型电动机，额定功率45kW。

泵在阀门调节和转速调节时的流量－负载曲线如下图示。

依据运行要求，水泵持续24小时运行，其中天天11小时运行在90%负荷，13小时运行在50%负荷；全年运行时光在300天。

则每年的节电量为：W1＝45×,化工泵;11×（100%－69%）×300＝46035kW。

h
W2＝45×13×（95%－20%）×300＝131625kW。

h
W＝W1＋W2＝46035＋131625＝177660kW。

h
每度电按0。

5元计算，则每年可节俭电费8。

883万元。

2、依据风机、泵类平方转矩负载关系式：P/P0＝（n/n0）3盘算，式中为P0额定转速n0时的功率；P
为转速n时的功率。

以一台产业锅炉应用的22kW鼓风机为例。

运行工况仍以24小时持续运行，其中天天11小时运行在90 %负荷（频率按46Hz计算,排污泵，挡板调节时电机功耗按98%计算），13小时运行在50%负荷（频率按20Hz计算，挡板调节时电机功耗按70%计算）；全年运行时光在300天为计算根据。

则变频调速时每年的节电量为：W1＝22×11×【1－（46/50）3】×300＝16067kW。

h
W2＝22×13×【1－（20/50）3】×300＝80309kW。

h
Wb＝W1＋W2＝16067＋80309＝96376kW。

h
挡板开度时的节电量为：W1＝22×（1－98%）×11×300＝1452kW。

h
W2＝22×（1－70%）×11×300＝21780kW。

h
Wd＝W1＋W2＝1452＋21780＝23232kW。

h
相比拟节电量为：W＝Wb－Wd＝96376－23232＝73144kW。

h
每度电按0。

5元盘算，则采取变频调速每年可节俭电费3。

657万元。

某工厂离心式水泵参数为：离心泵型号6SA－8，额定流量53。

5L/s，扬程50m；所配电机Y200L2－2型37kW。

对水泵进行阀门节流节制
和电机调速把持情形下的实测数据记载如下：
流量L/s时光（h）耗费电网输出的电能（kW。

h）
阀门节流调节电机变频调速
47233。

2×2＝66。

428。

39×2＝56。

8
40830×8＝24021。

16×8＝169。

3
30427×4＝10813。

88×4＝55。

5
201023。

9×10＝2399。

67×10＝96。

7
合计24653。

4378。

3
相比之下，在一天内变频调速可比阀门节流掌握节俭275。

1kW。

h的电量，节电率达42。

1%。

五、停止语
风机、泵类等装备采取变频调速技术实现节能运行是我国节能的一项重点推广技术，受到国度政府的广泛器重，《中华国民共和国节俭能源法》第39条就把它列为通用技巧加以推广。

实践证实，变频器用于风机、泵类设备驱动节制场所取得了明显的节电后果，是一种幻想的调速把持方法。

既进步了设备效力，又满足了生产工艺请求，并且因此而大大减少了设备保护、维修用度，还下降了停产周期。

直接和间接经济效益十分显明，设备一次性投资通常可以在9个月到16个月的生产中全体收回。

风机水泵用变频调速器控制方案
类别：水泵| 浏览(114) | 评论(0) 2008-05-29 11:45
标签：水泵
风机水泵用变频器的控制方法有多种，可根据具体情况选用。

下面介绍几种常用的方案。

(1）手动调节这是一种最简单的控制方法，即操作人员根据仪表指示，手动调节变频器的频率以改变风量或流量，满足生产要求。

这种方法适合于任何型式的变频器，常用于老设备的技术改造。

FWD为正转信号输入端，CM为输入信号的公共端，SB为转换开关。

当SB闭合时，电动机M正向起动；SB断开时，电动机便停止。

保留原设备的起动装置，将档板、阀门完全开放，平时令KM1、KM3接通，采用变频器传动。

如果变频器发生故障或需要检修，则断开KM3，令KM2接通，采用原设备起动装置和挡板阀门进行运转。

为了确保安全，KM2和KM3两个接触器要互相联锁（包括电气、机械两种联锁）。

（2）变频调速器的双位控制
这种方法简单、可靠、容易掌握，精度也基本能满足要求，广泛用于许多要求不高的场会。

X4与X5两个端子，根据变频器说明书按其规定作适当的预置后，就具有控制变频器升速和降速的功能。

SP为电接点压力表，SP1和SP2分别为压力的下限接点和上限接点。

直接控制X4与X5的状态。

即，当X4与CM接通时，变频器的输出频率fx上升，断开时，fx停止上升。

而当X5与CM接通时，fx下降，断开时fx停止下降。