前言隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)和日常生活能耗的不斷提高，能源供需矛盾日益突出。因此，有效合理地利用能源以最大限度地發(fā)揮其作用無(wú)疑是必要的，而水泵運(yùn)行所消耗的能源在全社會(huì)消耗的能源中占有很大的比重。因此，降低水泵能耗將為全社會(huì)節(jié)約能源，促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。意義重大。大多數(shù)泵使用工頻電流以恒定速度運(yùn)行。在控制流量時(shí)，使用機(jī)械控制閥，浪費(fèi)了大量的能量。隨著技術(shù)的發(fā)展，交流電機(jī)的變頻調(diào)速技術(shù)越來(lái)越完善，變頻器（VFD）的可靠性也越來(lái)越高。以前VFD重啟困難，容易跳閘，即時(shí)交錢能力差。而新型VFD這這一方面已經(jīng)解決了。
VFD調(diào)速節(jié)能原理1變頻調(diào)節(jié)的理論基礎(chǔ)對(duì)于同一臺(tái)泵，根據(jù)流體力學(xué)相似理論，在控制轉(zhuǎn)速時(shí)。流動(dòng)。升力與主軸功率和速度的關(guān)系可以用下面的公式表示。從上式可以看出，流量與速度成正比，升力與速度的平方成正比，軸功率與速度的立方成正比。因此，與調(diào)節(jié)閥的流量控制相比，電機(jī)轉(zhuǎn)速控制可以大大降低軸功率，所以用VFD進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)速控制可以充分節(jié)能。
當(dāng)系統(tǒng)負(fù)荷下降時(shí)，VFD調(diào)節(jié)泵速，從而減少水量。為了降低電機(jī)的功耗，根據(jù)電工學(xué)的知識(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸入頻率的關(guān)系為n，電機(jī)轉(zhuǎn)速rpm為頻率，3為轉(zhuǎn)差率。作為一個(gè)極對(duì)數(shù)，5的變化范圍并不大。如果3的變化被忽略或者沒有被記住，可以認(rèn)為與成正比。
通過(guò)改變可以達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。
變頻調(diào)速閉環(huán)控制系統(tǒng)主要由VFD調(diào)節(jié)器傳感器電機(jī)泵組成。05v電壓信號(hào)或420mV電流可用作控制信號(hào)。變頻調(diào)速裝置的信號(hào)可以采用溫度信號(hào)、壓力信號(hào)或幾種信號(hào)的綜合控制。2變頻調(diào)節(jié)與閥門調(diào)節(jié)的能耗比較。泵的流量特性因泵的類型而異。一般來(lái)說(shuō)，泵的特性與其阻力矩的平方成正比。12是泵流量Q與揚(yáng)程h的關(guān)系曲線，泵的運(yùn)行點(diǎn)由特性曲線N與管道阻力組成的阻力曲線的交點(diǎn)決定。過(guò)去采用恒速運(yùn)行和閥門控制時(shí)，如果減小流量調(diào)節(jié)閥，當(dāng)閥門的摩擦阻力變大時(shí)，阻力曲線會(huì)從1增加到141。流速將從9降低到9，并且當(dāng)通過(guò)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量時(shí)，曲線將保持不變，因?yàn)闆]有閥阻力，并且泵的保持曲線將取決于轉(zhuǎn)速。如果速度降低到尖叫，特性曲線也將從隊(duì)列移動(dòng)，工作點(diǎn)將從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)。
泵軸功率可以用下面的公式來(lái)描述。泵的效率，泵軸功率k不變，中間，硬減流量，那么泵軸功率就變成了人跑步時(shí)那一點(diǎn)的軸功率=兩點(diǎn)的功率差就是心尺。= qhjk，即應(yīng)用閥門流量控制方式時(shí)，功率被浪費(fèi)，且隨著閥門的不斷擰緊，損耗所占的比例更大。由此可見，采用變頻調(diào)速可以節(jié)省大量的能源，尤其是在大型水泵上，其效果更為明顯。對(duì)于已經(jīng)投入運(yùn)行的閥控設(shè)備，可以將閥門擰到最大，然后安裝VFD。通過(guò)速度控制，可以獲得很大的節(jié)能效果。節(jié)能效果可以描述為:根據(jù)最大負(fù)荷揚(yáng)程選擇泵。當(dāng)實(shí)際升程較小時(shí)，氣門調(diào)節(jié)升程時(shí)效果會(huì)降低。此時(shí)，如果控制泵的轉(zhuǎn)速，可以獲得與實(shí)際升程保持平衡的特性，沒有閥調(diào)節(jié)損失。
多泵并聯(lián)變頻調(diào)速泵的應(yīng)用我們知道多泵并聯(lián)只能實(shí)現(xiàn)分階段的變流量調(diào)節(jié)，但并不能完全解決能量浪費(fèi)的問(wèn)題。最節(jié)能的運(yùn)行方式是變流量系統(tǒng)，變頻調(diào)速泵是實(shí)現(xiàn)變流量的理想方式。因?yàn)閂FD比較貴，目前很多項(xiàng)目中，并聯(lián)運(yùn)行的泵中，一臺(tái)泵作為變頻泵，其余為工頻泵。當(dāng)系統(tǒng)流量從零開始增加時(shí)，變頻泵啟動(dòng)，轉(zhuǎn)速隨著流量的增加而增加。當(dāng)流量增加到泵的額定流量時(shí)。泵速達(dá)到額定速度。此時(shí)，如果流量繼續(xù)增大，某臺(tái)工頻泵將啟動(dòng)并在額定工況下運(yùn)行，變頻泵的流量將減小，再次轉(zhuǎn)入變頻運(yùn)行狀態(tài)。這樣就可以實(shí)現(xiàn)流量的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，同時(shí)VFD 化最小，成本最低。實(shí)際上，從13可以看出，當(dāng)泵速低至一個(gè)定值，泵的性能曲線在下圖時(shí)，它不能與額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行的工頻記錄并列運(yùn)行，因?yàn)楣ゎl泵的揚(yáng)程比變頻泵高12。此時(shí)只有工頻泵過(guò)載，變頻泵空轉(zhuǎn)，不輸出流體，浪費(fèi)能量。如果兩個(gè)泵的揚(yáng)程相差很大，甚至可能燒壞電機(jī)。這就是暴飲暴食的現(xiàn)象。如果泵的性能曲線很平緩，泵的轉(zhuǎn)速范圍很窄，節(jié)能效果很差。這就是為什么有些機(jī)組只改變并聯(lián)水泵的頻率，發(fā)現(xiàn)要么水泵不能正常運(yùn)行，要么比以前消耗更多的能量，收取更多的電力。要實(shí)現(xiàn)真正的變流量系統(tǒng)，只有同時(shí)改變所有并聯(lián)泵的頻率和轉(zhuǎn)速，即改變并聯(lián)泵的性能曲線，才能達(dá)到真正的節(jié)能目的。
總結(jié)和建議根據(jù)以上的分析比較，我們可以看出變頻調(diào)速技術(shù)在水泵中是非常有用的?？梢怨?jié)約能源，降低水泵的運(yùn)行成本，特別是在大型水泵中，效果更明顯。
1、能自動(dòng)調(diào)節(jié)流量，使操作更方便。
但需要注意的是，并聯(lián)的水泵數(shù)量不能太多，水泵的型號(hào)也要一樣，以免出現(xiàn)暴飲暴食的現(xiàn)象。
2、并聯(lián)泵中，不要只有一臺(tái)變頻而其他沒有，這樣會(huì)使系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。
3、當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速降低時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)溫升的問(wèn)題。要解決這個(gè)問(wèn)題，可以在電機(jī)上安裝一個(gè)熱敏電阻元件，電機(jī)的轉(zhuǎn)速不能低于某個(gè)值。
