变频技术在水泵降耗节能改造中的应用
变频器在水泵中的节能应用
作者简介 ： 张建平 （ ９ １ ． ， 山西右 玉人 ．９ ８年毕 业 １８ － ） 男， １９ 于华北工业学院 自动控制专业， 工程师。
０ ＝ 即 ＰＤ输出为 特性 ， ９０ Ｉ
Ｂ一２ １ 即 ＰＤ反馈 丧失 有检 出， （ １＝ Ｉ 检 下转 第 ３ ９页 ）
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６ ５Ａ ０ ＶＡ ５ ｋ
３ 硬 件 结构
变频器的主回路构成 。 如图 １ 。 在本 变频器 中有整流 电路 ， 即把交流变 成直流 ， 逆变 电
路， 即把直流变 回交 流， ，： ＢＢ 即模 拟量电流 ４ ２ Ａ， — ０ｍ 输入它
Ｐ为 ＾时轴功率，ｌ Ａ 的轴功率 ， ， Ｐ为 。 ， 转速越小 ， 在满足泵电机供
２０ ０ ７年第 １ 期
张改娥 ， 探 索 吕粱市城 乡供 水一体化建设 的新形式 等：
２１１ 加 强 供 水 设 施 改 造 ．．
・３ ・ ９
ｃ ）突破筹资渠道 ， 实行 多渠道融 资 ， 满足城乡供水一体
化建设需要 。 乡供水工程是一项高投入 、 城 低产 出、 高社会效
目前 ， 运行 的农村供 水管网 中 ， 大部分是过 去农村 在 绝
张 建 平
（１ １１ 临钢炼钢 厂． 山 西 西新 临汾 ０１０ ４０ ０）
摘
要 ： 泵应 用变频 器有显 著的节能作 用， 水 对连铸机水泵进 行改造后 ， 能解决电机振动 大， 噪声 大以
及水泵启动冲击大的问题 ， 可极 大地节约水电资源。
关键 词 ： 变频 器 ； 自动 控 制 ； 节能
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２０ 年第 １ （ ０７ 期 总第 ４ 期 ） ４
山西董■与节董
给水泵变频技术改造
给水泵变频技术改造水泵变频技术改造是目前市场上应用较为广泛的一种水泵控制方式，通过改变电机的供电频率来调节水泵的运行速度，从而达到节能、降噪、提高水泵系统的运行效率等目的。
本文将详细介绍水泵变频技术的原理、改造方案以及改造效果。
一、水泵变频技术原理水泵变频技术是利用变频器对电机的供电频率进行调节，从而改变电机的运行速度。
变频器通过控制电源中的电压和频率，使得水泵可以根据实际需要进行无级调速，达到节能的目的。
具体原理如下：1.变频控制电路：变频器的主要组成部分是变频控制电路，其基本原理是将交流电源的电压通过整流、滤波等电路转换成直流电压，然后通过逆变电路将直流电压转换为可调的交流电压。
2.应用在水泵系统中的变频器：变频器通过接收水泵的运行信号，根据设定的运行需求来调节电机的转速和负载，从而实现水泵的变频控制。
通过优化水泵的运行状态，提高系统的运行效率，达到节能的目标。
二、水泵变频技术改造方案水泵变频技术改造主要包括以下几个方面的内容：1.选型与安装：首先需要根据实际情况选取适合的变频器型号，并按照使用说明书进行正确的安装和接线。
变频器的选择需要考虑水泵的功率、额定电流、运行环境等因素，以及变频器的可靠性和稳定性等因素。
2.参数设置：在安装完变频器后，需要根据实际情况进行参数设置，包括电压、频率、转速、负载等参数的设定。
参数设置应根据水泵的特性和使用要求进行调整，以达到最佳的运行效果。
3.控制策略：水泵变频技术改造还包括控制策略的制定，即如何根据实际需求选择合适的变频曲线和调节方式。
常见的控制策略包括定压控制、定流量控制、定时间控制等，可以根据不同的应用场景进行选择。
4.监测与调试：在进行水泵变频技术改造后，需要对系统进行监测和调试，以确保系统的正常运行。
可以通过监测水泵的运行状态、转速、电流、压力等参数来判断系统的工作状态是否正常，通过调试参数来达到最佳的运行效果。
三、水泵变频技术改造效果水泵变频技术改造可以带来以下几个方面的改善效果：1.节能效果：水泵变频技术可以有效降低水泵的运行功率，根据实际需求调节电机的运行速度，减少不必要的能耗。
变频技术在风机、泵类负载节能中的应用
变频技术在风机、泵类负载节能中的应用摘要：本文通过变频调速在风机、水泵类设备上的应用，阐述了风机、水泵变频调速的节能原理。
介绍了风机、水泵负载对变频器的性能要求。
关键词：变频器；风机、水泵；节能；0.前言我国的电动机用电量占全国发电量的60％～70％，风机、水泵设备年耗电量占全国电力消耗的1/3。
造成这种状况的主要原因是：风机、水泵等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输出功率大量的能源消耗在挡板、阀门地截流过程中。
由于风机、水泵类大多为平方转矩负载，轴功率与转速成立方关系，所以当风机、水泵转速下降时，消耗的功率也大大下降，因此节能潜力非常大，最有效的节能措施就是采用变频调速器来调节流量、风量，应用变频器节电率为20％～50％，而且通常在设计中，用户水泵电机设计的容量比实际需要高出很多，存在“大马拉小车”的现象，效率低下，造成电能的大量浪费。
因此推广交流变频调速装置效益显著。
1.变频调速节能原理1.1变频节能由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）×H（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，如果风机、水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。
即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。
例如：一台水泵电机功率为55KW，当转速下降到原转速的4/5时，其耗电量为28.16KW，省电48.8％，当转速下降到原转速的1/2时，其耗电量为6.875KW，省电87.5％。
2.2 功率因数补偿节能无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，由公式P=S×COSФ，Q=S×SINФ，其中S－视在功率，P－有功功率，Q－无功功率，COSФ－功率因数，可知COSФ越大，有功功率P越大，普通水泵电机的功率因数在0.6-0.7之间，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，COSФ≈1，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。
探讨变频调速技术在水泵节能中的应用
低 压 通 用 变 频 输 出 电 压 为 ３０ ～ ６ ０ ８ ５ Ｖ， 输 出 功 率 为 ０７ ．５～４ ０ Ｗ， ０ ｋ 工作 频率为 ０～４０ ｚ 它的主 电路都采用交一直一 ０Ｈ ， 交电路 。变 频器对 电动机控 制是根 据 电动机的特性 参数及 电动机 运行要求 ，通过对 电动机 电压 、电流 、频率 进行控 制达 到满足 负 载的要求。 目前变频器对 电动机的控制方式大体可分为 Ｕｆ ／ 恒定控 制、 转差频 率控 制 、 量控制 、直接转矩控制 、非线性控制 。 矢
苣业研 夯
搽 讨 变 频 调 速 技 市 在 水 泵 节 鹾 巾的 应 用
刘玉彬 ／ 山市曹妃 句供水有限责任公 司 唐
［ 摘 要 ］本 文针对 变频调速在水 泵节能方面谈一些浅显的看法 ，仅供 同行参考 。 ［关键词 ］变频调速 水泵节能 特征 曲线 应用
变频调速 在泵与 风机 的节 能方面应 用广泛 ，但在实 际应用 中 １ 频调 速 与水 泵节 能 变 往往 南于对影 响其节能效 果 的因素考虑 不周 ，导 致选择 与使用存 水泵节 能离不 开工况 点的合 理调节 。其 调节方 式不外 乎以下 在着较 大的盲 目性 ，影 响其节能 效益 的发挥 。以水泵 为例 ，针对 两种 ： 路特性曲线的调节 ，如关阀调节 ；水泵特性曲线 的调节 ， 管 影响其调速范围 、 节能效果 的一 些主要因素 ， 进行 了分析 和探讨 ， 如水泵 调速 、叶轮切 削等 。在 节能效 果方 面 ，改变水 泵性 能曲线 在此基础上指出了变频调速的适用范 围。 的方法 ，比改 变管路 特性 曲线要显 著得 多。因此 ，改变水泵 性能
以此来 调节水 泵 。如果压 力值仍 达不 到要求 ， Ｌ Ｐ Ｃ和变频器 相互 配合 ，投 入多 台水泵运行 。在 目前 ，在众 多的 Ｐ Ｃ程序 编写时 ， Ｌ 般有 两种编 写方式 以控制 水泵 电机的运 行方式 ：第一种 方式为 首先投 入运行 的水泵 继续变 频运行 ，而后投 入的水 泵直接 切换 到 工频运行 ，按照此种方式依次投入多 台；另外一种方式与此相反 ， 将 首先运 行 的水 泵通过 Ｐ Ｃ与 变频器 断开 ，并将其 直接投人 到系 Ｌ 统 中，即切换 到工频 使用 ，相应 地 ，Ｐ Ｃ控制继 电器将 第二 台水 Ｌ 泵与变频器连接 ，变频器重新开始工作 ，由低到高进行频率调节 ， 即控制 电机转 速 ，直 至满足 需求 。当然 ，可根 据不 同的变频器 生 产产家所 提供 的变频 器性能 ，选用不 同 的控 制方法 。根据第二 种 ＰＣ Ｌ 控制方式 ， 同时 ， 照程序流程图 ， 对 详细介绍系统的运行过程。 在用水量不 大的时候 ，“ 号泵” 在变频器控制 下工 作。当用 １ 水 量增大 ，变频器进行 调节 ，当 “ 号泵 ”已经达 到额定 频率而水 １ 压仍然不足时 ，经过短暂 的延 时后 ，将 “ 号泵 ”投人到工频运行。 １ 与此 同时 ，变频 器 的输 出频 率被置 为零 ，然 后将 “ 号泵 ” 投 人 ２ 到变频运行。如果 “ 号泵 ” 也达 到额定频 率而水压仍然不中时 ， ２ 控 制器会做 “ ２号泵”切换 到工频工作 ，紧接着将 “ ３号泵 ”投入 到变频运行 ，依 次类推 。如果用水量减少时 ，则遵循 “ 先人先出” 的原则 ，即先运 行 的工频泵 先停 止。先从 “ 号 泵” 开始 ，依 次 １ 退 出工作 ，完成一次加减泵 的循环 。如图 ４所示 。
风机水泵变频节能原理及适用
风机水泵变频节能原理及适用风机和水泵是工业领域中常用的设备，其能耗在工业生产中占据相当大的比重。
为了降低能耗，提高能源利用效率，节能变频技术逐渐被广泛应用于风机和水泵的驱动系统中。
本文将详细介绍风机和水泵节能变频的原理及其适用范围。
风机和水泵节能变频的原理主要体现在控制电机的输出转速上。
传统的风机和水泵系统通常采用调节阀门或者调节叶片的方式来控制流量，这种方式会导致系统的效率较低，能耗较高。
而节能变频技术则通过调节电机的转速来实现流量的控制，以达到节能的目的。
节能变频控制系统由变频器、传感器和控制器等组成。
变频器是核心设备，它通过改变电源频率来调节电机的转速，从而控制流量。
传感器用于实时监测系统的压力、温度、流量等参数，并将采集到的数据传输给控制器。
控制器根据传感器采集的数据，通过PID调节算法计算出最佳转速，然后将指令传输给变频器，控制风机或者水泵的转速。
风机和水泵节能变频适用于很多领域，包括工业生产、建筑、供暖通风空调等领域。
具体适用范围如下：1.工业生产：在工业生产中，风机和水泵是常见的动力设备。
通过节能变频技术，可以降低风机和水泵的能耗，提高生产效率。
例如，在制造业中，风机和水泵广泛应用于物料输送、通风排烟、冷却循环等环节，节能变频技术可以使系统的能耗减少30%以上。
2.建筑领域：在建筑领域，风机和水泵被广泛应用于通风、空调、给排水等系统。
通过节能变频技术可以有效降低建筑物的能耗，减少能源浪费。
尤其在一些大型建筑物中，如商业中心、大型办公楼、医院等，节能变频技术可以带来可观的节能效果。
3.供暖通风空调系统：节能变频技术在供暖通风空调系统中的应用也十分广泛。
通过控制风机和水泵的转速，可以实现精确的温控和湿控，提高系统的运行效率。
尤其在一些需要频繁调节的场合，如办公室、商场、酒店等，节能变频技术有着显著的节能效果。
总结起来，风机和水泵节能变频技术通过调节电机的转速来实现流量的控制，以达到节能的目的。
变频器在水泵控制系统中的应用
变频器在水泵控制系统中的应用变频器在水泵控制系统中广泛应用，它可以实现对水泵的调速、运行控制和能量节省等功能。
以下是变频器在水泵控制系统中的主要应用：
1.调速功能：变频器可以根据实际需求，通过改变电机的频率和电压来调整水泵的运行速度。
这使得水泵能够根据不同的流量和压力要求灵活运行，满足系统的实际需求。
通过调速功能，可以避免水泵运行过程中的能耗浪费，提高能源利用效率。
2.软启动和平滑停机：变频器可以实现水泵的软启动和平滑停机，减少启停过程中的冲击和压力波动，延长设备的使用寿命。
软启动功能可以避免电网电压剧烈变化对设备的损害，平滑停机功能可以减少水击和管道震动。
3.压力控制和流量控制：通过变频器的控制，可以根据系统的需要对水泵的输出压力或流量进行精确控制。
变频器可以根据传感器反馈的压力或流量信号，自动调整电机的转速，使得水泵能够稳定运行在所需的工作点上，确保系统的稳定性和可靠性。
4.节能功能：由于变频器可以根据实际需求调整电机的转速，可以避免水泵在低负荷或过大负荷条件下运行，从而节省能源。
变频器的调速功能可以根据系统需求精确调整电机的转速，避免不必要的能耗。
5.故障保护和诊断：变频器具有故障保护和诊断功能，可以监测和检测水泵系统的运行状态。
一旦发生异常，如过流、过压、欠压等情况，变频器可以及时响应并采取相应的保护措施，防止设备受损。
综上所述，变频器在水泵控制系统中的应用可以实现水泵的调速、
软启动、平滑停机、压力控制、流量控制、节能功能以及故障保护和诊断等功能，提高系统的稳定性、可靠性和能源利用效率。
利用变频技术对给水泵电机的节能改造及综合效益分析
利用变频技术对给水泵电机的节能改造及综合效益分析随着节能环保意识的不断增强，对于水泵电机的节能改造越来越受到关注。
变频技术作为一种高效节能的控制手段，被广泛应用于给水泵电机的节能改造中。
本文将从变频技术的原理及应用、给水泵电机的节能改造方法、节能效益分析几个方面对给水泵电机的节能改造及综合效益进行探讨。
一、变频技术原理及应用变频技术是通过改变电机的供电频率来控制电机的转速，从而实现精确的控制和节能降耗的一种技术。
变频器作为变频技术的核心设备，通过改变输入电压的频率和幅度来调节电机的输出转速，实现能源的有效控制。
在给水泵电机的应用中，通过安装变频器控制给水泵电机的转速，可以实现流量的精确调节和节能降耗的目的。
由于水泵在工作过程中通常存在负载波动和流量变化的情况，传统的固定速率供电方式将使电机的能耗过高，浪费大量的能源。
而通过变频技术，可以根据实际需求实时调节给水泵的转速，使其在不同负载情况下达到最佳运行效果，提高系统的能效。
二、给水泵电机的节能改造方法1.安装变频器：将变频器安装在给水泵电机的供电线路上，通过改变电机的供电频率来实现对电机转速的精确控制。
2.设置参数：根据实际需求和给水泵电机的特性，对变频器进行参数设置，如最大转速、最小转速、流量曲线等。
3.控制策略选择：根据给水泵电机的实际工况，选择合适的控制策略，如恒差压控制、恒流控制等。
4.运行监测与调试：安装好变频器后，进行运行监测和调试，通过监测参数的变化来控制给水泵电机的工作状态，并进行相应的调整。
三、节能效益分析变频技术对给水泵电机的节能改造可以带来显著的节能效益和经济效益。
1.提高能效：通过变频技术控制给水泵电机的转速，可以使其在实际工况中保持最佳的能效，降低电机的无功耗和机械损耗，提高系统的效率。
2.节约能源：传统的固定速率供电方式会使给水泵电机在不同负载情况下效率低下，浪费大量的能源。
而变频技术可以根据实际需求实时调节给水泵的转速，使其在不同负载情况下达到最佳运行效果，节约能源。
变频技术在水泵恒压节能控制中的应用
＝７ ２％
变频 水泵系 统通 过压力 闭环， 根据供 水系 统负载 变化， 调整 水泵 电机德 转 速 保证系统 压力恒定 ， 水泵 电机 的转速下 降， 电网吸 收的 电能就会大大 下降 从 由流 体力学 可知 ， （ 率）Ｑ 流 量） （ Ｐ功 ＝（ ×Ｈ 压力 ）流 量 Ｑ ， 与转速 Ｎ 的一 次方 成 正 比， 力 Ｈ与转速 Ｎ 压 德平 方成 正 比， 率 Ｐ与转速 Ｎ 功 的立 方成 正 比， 果机 如 组 的功率 一定 ， 当要求调 节流 量下 降时， 转速Ｎ 成 比例 的下 降， 可 而此时轴 输 出 功率Ｐ 成立方 关系下 降 。 即机 组 电机 的耗 电功 率与转 速近似 成立 方 比的关系 。 由于 电机 为直 接启动 ， 动电流 等于 （—） 启 ５ ７倍额定 电流， 这样会对机 电设 备 和 供 电电网造 成严重 的冲击 ， 而且还 会对 电网容 量要 求过 高， 启动时产 生 的大 电流和震 动对 设备 、管路 的使用 寿命 极 为不利 。而 使用 变频 节能 装置 后， 利 用变 频器 的软启 动功 能将使 软启动 电流 从零 开始， 大值 也不超 过额 定 电流 ， 最 减轻 了对 电 网的冲击和 对供 电容 量的要 求， 延长 了设备 和 阀门的使 用寿命， 节 省 了设 备 的 维护 费 用 ２节 能潜 力分 析 原系统 运行 时 ， 起动 前 管道 进 出水 阀门关 闭， 动 后供水 阀门开度 约 ５ 起 ０ ％， 水 阀门开度 １ ０ 进 ０ ％机 组全速 运行 ， 电网 电压４ ０ ， ０ Ｖ 电机运 行 电流 ３ ２ ， ０ Ａ 功 率 因数 ８ ％， ７ 主管道 压 力 ０ ５Ｍ ａ 耗 电功 率 １２ Ｗ ． ５ｐ ， ８ ｋ ．系统 水压 靠调节 供水 阀 门、及溢 流 阀来调 节 ： 方面节 能效 果不 明显 ， 一方面 频繁 操作 阀 门， 一 另 致使 其 使用寿 命大 大降低 ， 加 了停产 更换 阀门的 时间， 不偿 失．最终只 好让 机 增 得 组 长期 满 负荷 高 速运 行 成极 大 的 能源 浪 费 ． 现场 生产 工艺 要求最低 管道 不低 于０ ４ｐ ， ．Ｍ ａ 在满足 生产 要求 的同时， 此系 统存 在较 大 的节 电 空问，因此 很 有必 要对 此 系统 进行 节 能改 造 。 动 能部给 水车 间全 厂补水 泵， 电机 的实 际运行 电流 ３ ２ 运 行 电压 ４０ ； ０Ａ： ０ Ｖ 管道 出 口阀 门开度 为 ５％ 出 口压力 为 ０ ５Ｍ ａ 要求 压力 不低于 ０ ４ｐ 我们 ０： ． ５ｐ ， ．Ｍ ａ 可 以看 出管 道压力 由 ０ ５ Ｍ ａ 降到 ０ ４ ｐ ， 降 了 ２ ％ ．５ ｐ 下 ． Ｍ ａ下 ７ 结合 流体 力学 原理 ： 量 ｑ 电机 转速 ｎ 正 比： 力 （ 流 与 成 压 扬程 ）ａ 电机转 Ｐ与 速 ｎ的二次 方成 正比 ： 而轴 功率 Ｐ与转速 ｎ 的三 次方成 正 比 ： 度△ ｔ 温 与转速 ｎ 成 反 比这 一原 理 。 因 为 电机转速 Ｎ 的三 次 方与 电机 的轴 功率 Ｐ成 正 比。 所 以 ： 当 电机转速 下 降 】 ％ 实际 轴功率 为 ： ５ 时，
变频调速在水泵节能系统中的应用
Ａ ｐ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｒａ ｅ Ｆｒ ｑｕ ｎｃ ｒ ａ ｅ Ｓ ｅ ｄ ｐｌ ｔｏ ｆＶａ ｉｂｌ ｅ ｅ ｙ Ｖａ ｉ ｂｌ ｐ ｅ ｃ ｉ ｅ ｇ ａ ｉ ｇ Ｓ ｓｅ ｆＷ ａ ｅ ｍ ｐ ｎ Ｅｎ ｒ ｙ Ｓ ｖ ｎ ｙ ｔｍ ｏ ｔ ｒ Ｐｕ
人功率大 、 能量消耗严重 。本文 主要 以水泵系统 为例 阐述节 能方 法 。
如拖动 水 泵 的 电机 不 采 用调 速 控 制 ， 泵 的 则 流量通 常 只能 通过 调 节 阀 门来 控 制 ， 结 果造 成 其 很 大 的能量 损 失 。但 如 果在 泵系统 中采 用 变频调 速技 术 ， 系 统根 据 需 要运 行 ， 提 高 效率 、 少 使 将 减 浪费 ， 使泵 的 电耗 明显 下 降 。同时 随 着 数 字控 制 技 术 的迅 速发 展 ， 变频控 制 日臻 完善 ， 水泵 采用 变
筑 中的风 机 和 水泵 处 于 开 环 、 恒速 、 天 ２ 全 ４小 时
频 调速 ， 了其 明显 的节 能效果 外 ， 除 也从 根本 上解 决 了起 动 冲击 问题 ， 改 善 电网 电压 、 长设 备寿 对 延 命 等有 很大 好处 。
１ 水泵运行 时的节能机理
水 泵 在运行 中改 变运 行 工况点 的位 置 、 流量 、 扬 程 等运行 参数 ， 能适 应新 的工 作状 况 的需要 。 就 水 泵 的工况 点 是 由泵 性 能 曲线 和 管道 阻力 曲线 的 交点 确定 的 。 因此 ， 要这 两条 曲线 之 一 的形 状 只 或位 置改 变 ， 况点 的位 置 也 就 随 之 改 变 。所 以 工
ｃ ａ ｅ ａ ｄ ｐ ａ ｔ ｅ ｔｋ ｎ ｅ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｏ ｌ ｗ ｒａ ｄ ｗ ｔ ｒｐ ｍｐ ｌ ａ ｄ ｔ ｒ ｃｉ ａ ｉ ｇ ｔ ｐ ｌ ｔ ｆｂ ｏ ｅ ｎ ａ ｅ ｕ ． ｎ ｃ ｈ ｃ ｏ Ｋｅ ｒ ｓ：ｗａ ｅ ｕ ｙ ｗｏ ｄ ｔｒ ｐ ｍｐ；ｖ ｒａ ｌ ｒ ｑ ｅ ｃ ｎ ｐ ｅ ａ ｉ ｂ ｅ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ａ ｄ ｓ ｅ ｄ；ｅ ｅ ｇ －ａ ｉ ｇ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｎ ｒ ｙ ｓ ｖ ｎ ｃ ａ ｉｍ
变频技术在水泵降耗节能改造中的应用
８ ０
温 度 （ ℃） ５ ４
４ ０
功率 因数 ０ ． ８
０８ ．
２ １ ５６
２２ ５２
０３ ．８
０２ ．８
８０ ５
５０ ２
５ ２
３ ４
３０ ８
３０ ８
改造前后节电情况核算：由于本系统担负生产生活用水， 每天 ２ ４小时： 作，故每天按 ２ Ｅ ４小时， 每年 按 ３５ ６ 天计算，则改造前后年耗电量为 ８ ９ ． 度。 １ １８ ７ ０
变频技术在水泵降耗节能改造 中的应用
姚文华，张 萍
（ 南阳师范学院 物理 系，河南 南阳 ４３ ６） ７０１ 摘 要：本文分析 了传统泵站水泵控制 系统存在 的问题 ，从 而提 出了采用变频器控制技术的改
造方案及取得的明显经济效益。 关键词：变频器；变频；水泵；节能 中图分类 号 ：Ｔ ２．１ Ｍ９ １ 文 献标 识码 ：Ａ ５
文章 编 号： １０－６ ２ （０６ ５ Ｏ６ ３ ０８－ １９ ２０ ）Ｏ—Ｏ ７ ． －
纵观我国水利设施中的泵站 ，控制系统还处于国外 ２ Ｏ世纪 ４ 一５ Ｏ Ｏ年代水平，通常在流量和压力调 节方式上，还是采用人工调节出１ 阀门，此时电机在额定转速 （ ５ １ 工频）运转情况下实现，造成能量的极 大损失。电机 的启动对 电网的冲击很大 ，常常造成电机启动瞬间电网电压降低现象 。泵站设备的制造和 配套是以最： 负荷情况下选型的，同时还要留有一定余量 。这就造成管网压力在很宽范围内分时段波动 ， 赶 出现大马拉小车现象 。造成设备和能量 的浪费，增加了运营成本，而且设备系统常修常坏，修理成本非 常昂贵。我国的控制柜一般都还是采用交流接触器的基本 电工控制柜 ，由于国产交流接触器和继电器品 质低 工作寿命 很短 。 最优方案就是采用变频器和电机一起构成 自 控系统，根据设定参数，实现恒压供水系统。恒压供水 系统可根据生活用水和生产用水的多少实现变流量调节，达到恒压 的 目的。工作原理是由变频器改变 电 机的供 电频率 ，进而改变水泵的转速。即三相交流 电通过“ 一直一交” 交 的过程 ，在变频器 中改变 电源频 率 ，实现调速 的。【同时变 频器 的输 出 电压 也 ｌ 】 彝 穗 根据负载大小而变化。 是一种无转差损耗的高
变频器控制在水泵中的应用与节能分析
变频器控制在水泵中的应用与节能分析摘要：在我国的资源系统中，水泵作为其中尤为重要的组成。
在传统模式下，水泵运行的资源耗损情况十分严重，因此，如今应提高对节能降耗理念的重视，为了确保节能降耗效果的充分发挥，在水泵运行过程中，可高效运用变频器。
本文对变频器控制在水泵中的应用与节能进行了深入分析，旨在为更多的业内人士提供有价值的借鉴与参考。
关键词：变频器控制；水泵；节能前言：对于相关统计而言，水泵的运用在全国发电量中占据20%。
因此，有效提高水泵应用技术水平，增强运行条件的有效改善与实现节能降耗拥有非常重要的作用。
传统模式中，水泵的运行利用阀门严格控制运行状态，在选择型号过程中，唯有推动变频器的不断提高才可为整体的安全运行提供保障。
在水泵的运行过程中，为了消除阻力导致的能源大量耗损，为经济价值的实现造成严重影响。
1变频器控制水泵运行的基本原理变频器应进行水泵工作转速的高效控制，其原理与节能模式一般为：在水泵、阀门、管道构成的管道体系中，水泵可消除管道阻力，泵送出水。
在没有充分运用变频器的管道系统中，水泵泵送水的流量可通过水阀门进行水量的调节，水泵应消除水阀和管道的阻力。
通过变频器管道系统的利用，出水阀不需要控制，水泵仅需要消除管道阻力即可，管道对水泵扬程的要求较低。
在这种情况下，应加强水泵流量的改善，为水泵转速进行直接调整，为水泵扬程与管道阻力互相匹配提供保障。
图1水泵调速过程中性能改变原理管道阻力与泵送流量关联密切。
水泵调速中性能改变的原理如图1所示，水泵进水阀与出水阀都开启，水泵运行转速为n，水泵工作位置A（流量Qa与扬程Ha），管路出现阻力曲线一般为HR；若是系统需要的流量Qb，无变频器的系统调节方式一般为关小水泵出水阀门，水泵工作位置移动到B，管道阻力曲线HR=，水泵扬程提高到Hb；如果变频器的应用开展速度调节，而管路阻力曲线并不会出现变化，水泵工作位置移动到C，水泵转速为n2，扬程为He。
可发现，Hb>Ha>Hc，在忽视效率作用的条件下，水泵功率为P=yQH/η存有很大的差异性，采用变频器的功率较低，节能△P=yQ(Ha-He)/η。
变频调速技术在水泵节能中的应用
ｌ ｉ ｂ
ｍ
。 ＾
Ｈ
图 ２ 变频 恒 压 控 制 时 的 扬 程 一流 量 曲线
地
离 心泵 的特 性 曲线 为 ：
Ｐ— ｐ ＱＨ ／ 。 ｇ
也
…… … ……… …… …… … （） １
图 １ 阀 门 控 制 时 的 扬 程 一 流 量 曲线
采 用 变 频 恒压 控 制 时 的扬 程 一 流 量 曲 线 见 图 ２ ， 当用 户将 系统 压力 恒定 为 时 ，水 泵 对 应 的 运行 工 况点 为 ，流 量为 Ｑ ，扬 程为 Ｈ ；当系统 流量 由 Ｑ 降为 Ｑ 时 ，水泵 扬程 升 为 Ｈ ，这 时 ，变频控 制 器收 到信 号 ， 将水 泵 转速 由 降 为 ， 水 泵扬 程控 制在 使 Ｈ ，Ｂ 点 为变频 调速 后 的运行 工况 点 。同理 ，如果流
到 ｂ点 。
量从 Ｑ 降 为 Ｑ ｃ时 ，转速 变 为 ，Ｃ点为 变频调 速后 的运行 工 况点 ，且 ｃ点 处水 泵扬 程维 持在 Ｈ 。这样 ， 水 泵在 运行 过程 中 ， 省 了 ＢＢ 、 Ｃ 这 段不 必要 的扬 节 Ｃ 程 ，这 就是 恒压 供水 的节 能原 理 。
在 安装 变 频装 置时 ，保 留 了原 有 的工 频控 制设 备及 挡 板 调节 水量 控制 设备 ， 变频 柜上 设置 了工 频／ 在 变频转 换 开关 。当变频 装置 出现 故 障时 ，可方 便地 转换 到工 频 运行 状态 ，不 影响 生产 的正 常用 水 。改造 后 的效果
如下：
变 频调 速 技 术 在 水 泵 节 能 中的应 用
高相 铭
（ 南安 彩 集 团 ， 河 南 安 阳 河 ４５０ ） ５ ０ ０
摘要： 分析 了 变 频 调 速 节 能 的 原 理 ， 给 出 了变 频 调 速 技 术 在水 泵 上 的应 用 实 例 。 践 证 明采 用 变 频 调 速 技 术 并 实 可 以 取 得 显 著 的节 能 效 果 ，获 得 巨大 的经 济 效 益 和社 会 效 益 。
浅谈变频调速在水泵节能中的应用技术
器价格贵、 投资回收期长、 技术复杂、 尤其在实现闭环 自动控制
时 ， 需进行技术处理。 还 此外， 不是任何情 况下变频器都节 电， 如果电机 负载变化不
大， 或深井泵配有水塔， 则节 电、 节水效果都不大 。
频柜上设置 了工｝ ｝ 变频转换开关 。 当变 频装置 出现故障时， 可方
水利・ ・ 水 电
建材发展导向 ２ １ ０ ０年 Ｏ 月 １
浅谈 变频调 速在水 泵节 能 中的应 用技术
许 克年
摘 要： 针对交流电动机的交流变频调速技术的迅速 发展。相对于 其它调速方 式（ 降压调速 、 极、 如 变 调速 、 滑差调速 、 交流串级调速 等） 变频调速 性能稳定、 ， 调速 范围广 、 效率高， 随着现代控制理论和 电力 电子技术的发展 ， 交流变频调速技术 日臻完善 ， 已成 为交流 电 它 机调速 的最新潮流 。本文针 对影响调速范围、 节能效 果的一些主要因素 ， 进行了分析和探讨 ， 在此基础上指 出了变频调速的适用范 围， 以
流信号。当系统用水量小时， 水泵 出口的压力升高， 压力传感器
式中： Ｐ＿一 电机 负载 ；
ｈ＿一 电机 功 率 。
的阻值减小 ，４ ２ Ｖ直流 电源把压力传感器 的阻值转变 为 电流信
号， 使其对智能调节器输入的 电流信号增大， 调节器显示压力值 升高， 同时与设定值 比较后 ， 对变 频器 反向输 出的 电流信 号进行 调节 。该信 号输入变频器后经内部处理使输 出电源 的频率逐渐 变小， 电动机转速下降， 同时水泵 的转速也下降， 出水量减少 。 当 系统用水量大时，系统压力逐渐降低，变频器 输出电源频率 升 高， 电动机转速增加， 供水量增大， 满足系统用水量要求。 当供 水 量与用水量基本 持平 时， 变频器就会 以该点 的频率运行 ， 这样 就 实现 了系统压力的恒定 ， 同时水泵也一直运行于最经济的状态 。 如 ： 口压力 设定值 为 ０１ＭＰ ， 出 ． ６ ａ 当管 网压力高于 ０１ＭＰ ． ６ ａ时 ，
变频器在水泵系统中的应用
变频器在水泵系统中的应用变频器是一种用于控制马达转速的电子装置，在水泵系统中有广泛的应用。
本文将重点介绍变频器在水泵系统中的应用，包括其原理、优势以及适用场景。
同时，本文将分析变频器在水泵系统中的效果，并对未来的发展进行展望。
一、原理变频器是通过改变交流电频率来调整马达转速的装置。
具体而言，变频器通过将交流电转换为直流电，然后再将其转换回交流电，并可根据需要改变输出交流电的频率，从而控制马达的转速。
这种频率调节的能力使得变频器成为水泵系统的理想控制设备。
二、优势1. 节能高效：变频器可以根据实际需求自动调整水泵的转速，从而降低能耗。
在低负荷运行时，变频器能够将水泵的转速降低，节省能源。
相比之下，传统的水泵驱动方式往往只有两种转速选择，无法实现节能效果。
2. 平稳运行：变频器能够实现平稳加速和减速，避免了水泵启动和停止时的冲击，延长了设备的使用寿命。
3. 精确控制：变频器具有精确的转速控制功能，能够根据不同的工艺要求，将水泵转速调节到最佳状态，提高系统的运行效率。
4. 减少水击：水击是由于管路系统中的压力变化引起的水流冲击。
使用变频器能够控制马达启动和停止的速度，降低水击的风险。
三、适用场景变频器在水泵系统中广泛应用于以下场景：1. 极端条件：对于一些特殊工况，如恶劣环境、高温或低温条件下的水泵运行，传统的启停方式可能会导致设备受损。
而变频器能够实现平滑启停，在极端条件下更加可靠。
2. 变动负载：某些工业生产过程中，水泵负载可能会随着生产变动而有所调整。
采用变频器可以根据实时需求调整马达转速，保持水泵系统的高效运行。
3. 多泵系统：在某些应用中，多个水泵需要同时工作以满足需求。
变频器可以在不同水泵间实现联动控制，使得水泵系统协调工作，提高整体性能。
4. 高要求工艺：在一些对水流控制要求高的工艺过程中，变频器能够根据实际需求调整马达转速，确保流量和压力的精确控制。
四、效果与展望变频器在水泵系统中的应用已经取得了显著的效果。
火力发电厂循环水泵变频改造节能探究
火力发电厂循环水泵变频改造节能探究火力发电厂是我国重要的电力发电方式之一，其运行中需要大量的水资源作为冷却介质。
循环水泵作为火力发电厂循环水系统中的核心设备，其运行状态直接影响着整个发电厂的运行效率。
近年来，随着节能减排要求的提高，循环水泵的节能改造成为了发电厂的重要课题之一。
通过变频技术的应用，可以实现对循环水泵的高效节能运行，从而提高发电厂的整体能效。
一、火力发电厂循环水泵的工作原理及存在的问题火力发电厂循环水泵是用来将质量流量恒定的冷却水送往锅炉，使水得以冷却，然后再回到循环水系统。
循环水泵的工作状态受到负载的变化而变化，传统的恒速运行模式下，会导致设备在部分负载下能效较低，浪费能源。
随着设备运行年限的增加，设备功率及效率逐渐下降，存在大量的能源浪费，循环水泵的节能问题亟待解决。
二、变频技术在循环水泵节能改造中的应用变频技术是一种通过改变电机工作频率来调整电机转速的技术。
通过应用变频器，可以实现对循环水泵的运行速度进行精确调控，将电机的运行状态与负载需求相匹配，达到高效节能的效果。
通过变频技术的应用，可以使循环水泵在整个负载范围内都能够实现高效的运行，最大限度地降低能耗，提高设备的运行效率。
1. 提高能效比：通过变频技术的应用，可以提高循环水泵的能效比，使得设备在不同负载情况下都可以保持较高的能效水平，从而降低能耗。
2. 减少设备损耗：传统固定频率运行循环水泵，由于负载变化，会导致设备运行于非最佳状态下，使得设备损耗加剧。
而通过变频技术的应用，可以减少设备的损耗，延长设备的使用寿命。
3. 提高设备稳定性：变频器可以对循环水泵进行平稳的启停调节，避免了传统启停带来的冲击和压力波，提高了设备的稳定性和可靠性。
4. 减少维护成本：通过变频技术的应用，循环水泵可以实现柔性启停和运行控制，减少设备的运行压力，从而减缓了零部件的磨损，降低了设备的维护成本。
四、变频改造的应用实例以某燃煤火力发电厂为例，该发电厂近年来引入了变频技术，并对循环水泵进行了变频改造。
变频调速控制技术在水泵系统中的应用
变频调速控制技术在水泵系统中的应用水泵是现代社会中不可或缺的设备，它广泛应用于建筑物、污水处理、农业灌溉等领域。
传统的水泵系统通常采用固定速度电机，需要根据不同的工作需求手动调节水泵的流量和压力，这种方式受到很多限制，效率低下，费用高昂。
而利用变频调速控制技术来实现水泵系统的升级和改造，不仅可以提高水泵的效率，降低能耗、减少环境污染，而且可以提供智能化的控制方式，使水泵具备更广泛的应用领域。
一、变频控制调速技术的原理和应用变频调速技术是一种通过调节电机转速来控制机器工作的一种先进技术。
其原理是将输入的电源交流电信号转化为直流电信号后，再将变频器中的先进控制电路对直流电进行变频，将变频后的交流电信号再送往电机进行控制。
在水泵系统中，变频调速技术可以根据需要调节电机转速，从而控制水泵的流量和压力。
通过变频调速技术，我们可以在水泵系统中实现以下功能：1.可实现高精度的调速控制。
变频器可以对电机的转速和输出功率进行精确的控制，从而更好地保证了水泵系统的运行效率。
2.可实现高效节能的水泵系统。
通过变频控制引入高效节能的能源管理理念，控制节能运行，降低能耗，减少能源的浪费，延长设备寿命。
3.可实现智能化的水泵控制系统。
变频调速技术可以实现水泵的自动化控制，不仅可以便于操作，而且可以确保操作的安全性和稳定性。
二、变频调速技术在水泵系统中的应用1.普通水泵的升级改造需要对水泵系统进行改造升级的，常常需要在原来基础上重新设计水泵的结构，来适应新的变频控制调速系统的应用。
首先，需要根据实际情况选用合适的电机和变频器，并进行电气配线。
然后，需要对水泵系统对原有的管路进行检查和改造，使得水泵同新的调速系统能够完美地相互配合。
这样以在投入使用之后能够呈现出一个稳定、高精度、高效的水泵系统。
2.高层建筑的冷却水泵系统建筑物中的冷却水泵系统通常采用固定速度电机，但是在不同的使用场景中，需要水泵输出的流量和压力是不尽相同的，这时用变频控制调速技术可以更好地控制水泵系统的运行。
变频调速在水泵节能中的应用
态 ，而 生产 生活 中 的风 、水 流量 以及气 压要 求 处于 变 工况 运行 状态 ，人们 往 往采 用挡 板 、 阀 门等 来控 制 压 力及 流 量 （ 图１ 。人 工控 制 流 量 存在 如 下 如 ）
内变 化 时， 电动机 转 速 调节 范 围非常 宽 。变 频调 速就 是通 过 改变 电动 机 电源 频 率 实现 速度 调节 的。根 据水 泵 的 比例 定律 ，改 变转速 ｎ ，水泵 的流 量Ｑ 、扬 程 ｈ 水 泵 消耗 的功 率 Ｐ 随之 相 应 的 改变 。水 泵 的 流量 与 转 速 成 正 比 ，即 和 都
泵 必须 连续 运转 ，但 负荷 时大 时小 的情 况 。这 样就 使得 选 取水 泵时 必须 按最 大 的负荷 情况 下选 取 ，造成 用水 量 小时 的能量 被 白 白浪 费掉 。 为 了保证 生产 ，节约 能源 ，我 们对 系统 进行 了变 频 改造设 计 ，变频 调速 系统 原理框 图见 图３ 。
式中 ｎ 一异 步 电动机 的转 速 ；
ｆ 一异步 电动 机 的频 率；
ｓ 一电动 机转 差率 ； ｐ 一电动 机磁 极对 数 。 对 于 一般 交 流三 相 异步 电动机 而 言 ，Ｐ ｓ 产 时 己确定 ；转速 ｎ 、 生 与频 率
ｆ 正 比 ，只 要 改变 频 率 ｆ 成 即可 改变 电动 机 的转 速 ， 当频 率 ｆ ０５ Ｈ 的范 围 在 —０ ｚ
变频器在水处理行业中的应用与作用
变频器在水处理行业中的应用与作用随着科技的进步和人们环保意识的提高，水处理行业成为了当代一个非常重要的行业。
在这个行业中，使用变频器可以提高设备的效率和稳定性，进而提升水处理的能力。
下面本文将详细讨论变频器在水处理行业中的应用和作用。
一、什么是变频器？变频器又称电机变频器，是一种可变频调速装置，是指将固定频率、固定电压的交流电，通过电子技术手段变换成为频率、电压可调的交流电源的装置。
变频器可以广泛应用于各种机电设备，特别是在水处理行业，因为水处理行业需要大量的水泵和风机，而变频器作为调节设备的必备选择，因此变频器在水处理行业中扮演着至关重要的角色。
二、变频器在水处理行业中的应用1.水泵控制：水泵是水处理行业中非常重要的设备之一，而变频器可以通过调控水泵的旋转速度，使水泵在工作时运转更加稳定，进而提高水的处理能力，减小损失和浪费。
2.风机控制：在很多的水处理设备中，如水处理站、污水处理厂等，风机是一个不可或缺的部分。
而变频器可以通过调控风机的旋转速度，控制风机输出的风量和压力，以适应变化的水流量和阻力。
3.反洗泵的控制：在中等和大型水处理站上，为防止滤层阻塞，需要反洗肮脏的滤层。
建立反洗泵组，用变频器控制泵的运行是一种省电的方法。
4.升降泵控制：在一些水处理场合，有时需要把水泵送到水面以上的高度和距离较远的地方时，需要进行升降泵的控制。
而变频器可以实现对升降泵的速度和频率进行控制，以使得升降泵的运作更加高效。
三、变频器在水处理行业中的作用1.提高能效：变频器可以实现对水泵等设备的调速，使得设备在工作时可以更加高效地利用能源，降低运行成本，从而实现节能降耗的目标。
2.增加设备寿命：变频器可以通过调节电机的电压、电流和频率，避免电机在过载和欠载工况下运行，进而减少设备的损耗和老化。
通过使用变频器，可以延长水处理设备的寿命。
3.提高设备的稳定性和可靠性：在水处理行业中，很多水泵和风机的工作状态需要需要根据水流量、水质和水位的变化而进行调整。
应用变频技术实现注水泵节能降耗
节能技术应用变频技术实现注水泵节能降耗刘化东，顾永强（中国石化胜利油田分公司海洋采油厂山东东营257237）摘要 变频器是一种把工频电源（一般为50HZ或60HZ）变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备。
在注水泵电机上安装高压变频调速装置后，依据注水管网需要的压力进行参数设定，自动调节注水量，既可节约大量的电能又能降低机泵的损耗，对降低生产成本有着十分积极的意义。
关键词 变频技术 注水泵 节能降耗1 变频技术的基本概念1.1 机泵运行关系式由注水机泵运行的原理可知：在同一外在条件下，机泵运行时，其转速、排量、泵压和功率存在以下的关系式Q1/Q2=n1/n2 (1)H1/H2=(n1/n2)2 (2)p1/p2=(n1/n2)3 (3)式中 Q为泵排量；H为泵出口压力；P为泵的功率；n为电机转速由上面的关系式可知，排量Q与电机转速n成正比，通过控制电机转速就可达到调节排量的目的，改变以往通过调节泵出口阀门来调节排量的方法。
1.2 变频调速的基本控制方式根据异步电动机转速表达式：n=n1(1-s)=60f1(1-s)/p式中 n为电动机运行速度；n1为电动机额定转速；f1为电源频率；p为电动机极对数。
由上式可知，当转差率变化不大时，电动机转速基本上与电源频率成正比。
因此，连续地改变供电电源频率，就可以平滑地调节异步电动机的运行速度。
在电动机调速时，一个重要的因素是希望保持每极磁通量为定值不变。
磁通太弱，没有充分利用电机的铁心，是一种浪费；若要增大磁通，又会使铁心饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机。
怎样才能保持磁通恒定呢？三相异步电动机定子每相电动势的有效值是： Eg=4.44f1N1kN1Фm （5）式中 Eg为气隙磁通在定子每相中感应电动势有效值；f1为定子频率；N1为定子每相绕组串联匝数；kN1为基波绕组系数；Фm为每极气隙磁通量。
由式中可知，只要控制好Eg和f1，便可达到控制磁通Фm的目的，对此，需要考虑基频以下和基频以上两种情况。
变频器在水泵控制系统中的应用
变频器在水泵控制系统中的应用随着科技的不断发展，变频器在水泵控制系统中的应用越来越广泛。
变频器是一种能够控制电机转速的电子设备，它可以通过改变电机的频率来控制电机的转速，从而实现对水泵的控制。
在水泵控制系统中，变频器的应用可以带来很多优势，下面我们就来详细了解一下。
变频器可以实现对水泵的精确控制。
在传统的水泵控制系统中，通常采用阀门或者调节水泵的进出口来控制水流量，但是这种方法存在很多缺点，比如控制不够精确、能耗较高等。
而采用变频器控制水泵，则可以通过改变电机的转速来控制水泵的流量，从而实现对水泵的精确控制。
这种方法不仅能够提高水泵的控制精度，还能够降低能耗，提高水泵的效率。
变频器可以实现对水泵的软启动和软停止。
在传统的水泵控制系统中，水泵启动和停止时会产生较大的冲击力，容易对水泵和管道造成损伤。
而采用变频器控制水泵，则可以实现对水泵的软启动和软停止，从而避免了冲击力对水泵和管道的损伤。
这种方法不仅能够延长水泵和管道的使用寿命，还能够提高水泵的运行稳定性。
变频器可以实现对水泵的多泵联动控制。
在一些大型水泵系统中，通常需要多个水泵联动工作，以满足不同的水流量和水压要求。
而采用变频器控制水泵，则可以实现对多个水泵的联动控制，从而实现对水泵系统的整体控制。
这种方法不仅能够提高水泵系统的运行效率，还能够降低系统的维护成本。
变频器可以实现对水泵系统的远程监控和控制。
在一些远程地区或者需要长时间监控的水泵系统中，通常需要实现对水泵系统的远程监控和控制。
而采用变频器控制水泵，则可以通过网络连接实现对水泵系统的远程监控和控制，从而方便了对水泵系统的管理和维护。
这种方法不仅能够提高水泵系统的管理效率，还能够降低系统的维护成本。
变频器在水泵控制系统中的应用具有很多优势，可以提高水泵的控制精度、降低能耗、延长水泵和管道的使用寿命、提高水泵系统的运行效率、降低系统的维护成本等。
因此，在设计和建设水泵系统时，应该充分考虑采用变频器控制水泵，以实现对水泵系统的优化控制。
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变频技术在水泵降耗节能改造中的应用
[摘要]随着工业自动化水平的不断提高和电力电子技术的发展，水工程中采用高压变频调速技术越来越多，政府号召节约资源、企业需要降低生产成本、市场呼吁节能技术和产品，而变频技术被认为是最有效的节能方式之一，使用变频器不仅能达到科学用能、节能降耗的目的，而且能够提高自动化水平，改善工艺。
[关键词]变频技术水泵节能
一、变频技术的降耗节能原理
（一）变频节能
由流体力学可知，P(功率)=Q(流量)×H(压力)，流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比。
如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降，即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。
（二）功率因数补偿节能
无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，由公式P=S×COS中，Q=S×SIN中，其中S视在功率，P有功功率，Q无功功率，COSΦ功率因数，可知COS中越大，有功功率P越大，普通水泵电机的功率因数在0.6～0.7之间，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，COSΦ≈1，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。
（三）软启动节能
由于电机为直接启动或Y／D启动，启动电流等于（4～7）倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。
使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命，节省了设备的维护费用。
二、变频技术在水泵降耗节能改造中的应用
目前，国内在水泵控制系统中使用变频调速技术，大部分是在开环状态下，即人为地根据工艺或外界条件的变化来改变变频器的频率值，以达到调速目的。
采用变频调速技术后，电机水泵的转速普遍下降，延长了设备的使用寿命，
降低了设备的维修费用。
同时，由于变频器启动和调速平稳，减少了对电网的冲击。
变频调速器具有十分灵敏的故障检测、诊断、数字显示功能，提高了电机水泵运行的可靠性。
三、水泵高压电机变频调速改造应注意的问题
为达到电气节能和工艺优化的目的，高压变频器在工程设计中应注意：
（一）电机的特性试验和技术规范的再修订
当一台普通电动机由变频提供电源时，其变频器输出端的电压和电流谐波分量会使电机的损耗增加、效率降低、温度升高。
高次谐波引起损耗的增加主要表现在定子和转子的铜耗、铁损及附加损耗的增加。
在普通异步电机中，为改善电机启动性能，转子的集肤效应使实际阻抗增加，从而使铜耗增大。
另一方面，由于电机线圈之间存在分布电容，当高次谐波电压输入时，各线圈之间的电压是不均匀的，这种长期反复作用使定子线圈某一部分的绝缘造成损伤，从而产生线圈老化，这在普通异步电动机的绝缘结构方面是难以接受的。
另外电机的电磁回路不可能做到绝对对称，所以变频器输出电源中所含有的各次谐波分量将与电磁回路中固有的空间谐波分量相互作用形成各种电磁脉动。
同时，电机因处在频率不断调节的工作状态下，很容易与电机机械部分产生机械共振，造成电机机械部位的损坏。
因此，在变频调速改造工程中，为了避免变频调速系统在运行时出现上述问题，技术设计时必须考虑和电动机制造厂家进行技术合作，对电动机的相关特性进行调速实验，重新修订原电动机的技术规范。
（二）电力电缆选型要点和敷设要求
由于变频器输出端与电机之间的联系采用电缆附设方式，且线路各相均存在对地电容，所以运行时线路上的电容电流是不相等的。
如果电缆附设距离较长，且线路中又存在高次谐波电流，那么一旦发生单相接地时，故障电容电流所点燃的电弧熄灭时间过长，会使这端电缆发热，造成非故障绝缘。
在变频调速改造工程中，针对输出电源电缆，考虑电缆结构上的三相对称和屏蔽，将电缆截面适当增加，敷设长度不超过限定值(100m)，如果原输出电源电缆为非屏蔽或截面的栽流量裕度小于2，应更换符合要求的电力电缆。
现场敷设施工时要将电源电缆与控制电缆和信号电缆分开敷设，避免由电源电缆中高次谐波产生的磁场干扰其他信号。
（三）变频器工作环境的基本要求
由于高压变频器的逆变部分采用高压IGBT等功率器件，其开、关频率大干100HZ，易形成高次谐波电流，使得变频装置在工作时将产生一定的热量。
一般在变频器柜的顶部均配有排风扇，它将柜内的热量排放到室内，使室内的环境温度不断升高，最终会影响柜内各器件的可靠运行。
所以，在水厂工程设计中一般变频调速装置单独设置在变频调速室内，室内必须安装备用空调设施，控制室内环境温度在变频器所要求的范围内，同时设有通风门窗，必要时采用专门风道进行强制通风和冷却。
（四）高压供电系统出口断路器控制的技术完善
当变频器发生故障发出跳闸信号时，断路器应可靠动作跳闸。
普通断路器高压开关柜内部出现跳闸回路断线或直流控制电源消失的情况，变频器恰好出现故障(要求断路器跳闸)时，跳闸线圈已失电，断路器拒绝动作，因而造成变频器内部的功率器件损坏。
所以在设计中选择了带有欠压脱扣线圈的断路器，一旦出现跳闸回路断线或控制电源消失的情况，断路器首先自动跳闸，以保护变频器的设备安全。
四、总结
综上所述，变频调速技术用于水泵控制系统，具有调速性能好、节能效果显著、运行工艺安全可靠等优点。
在大力提倡节约能源的今天，推广使用这种集现代先进电力电子技术和计算机技术于一体的高科技节能装置，对于提高劳动生产率、降低能耗具有重大的现实意义。
可以说，变频调速技术是一项利国利民、有广泛应用前景的高新技术。
参考文献：
[l] 符锡理，变频调速泵供水原理及实践，变频器世界，1999.10
[2] 符锡理，多泵并联变频调速恒压变量供水水泵的配置与控制，给水排水技术与产品信息，2000.3
[3] 王锡仲、蒋志坚、高景峰，变频优化调压节能供水装置的研制[J]，给水排水，1998，24(10)：6467
[4] 吕志斗，实用广谱变频节能技术，辽宁科学技术出版社，2003.12。