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变频器在双泵并网恒压供水系统中的应用

作者:时间:2018-08-23来源:网络收藏

0 引言

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201808/387513.htm

变频调速技术的快速发展,使世界范围内的电气传动领域发生了根本性的变革,而变频器以其优越的调速性能和节能优势得到了广泛应用。我公司大水池供水设备中配有两台水泵,为22 kW,原方式为Y-△启动,全压运行,由操作人员根据生产情况来确定开机的数量以及供水阀门的开度,有时需要开两台水泵,但其中一台泵的供水阀门仅开启20%左右,造成很大的浪费。同时在运行中,系统的供水压力和供水量也很不稳定,因而设备振动厉害。为能达到良好的供水性能,对其进行了恒压供水变频节能改造,取得了良好的效果。

1 恒压供水变频节能原理

在变频改造前,水泵供水是通过调节阀门的开度来达到改变供水量的目的,供水管路的水压与流量特性曲线如图1所示。

图中曲线①为额定转速时的特性曲线,曲线②为阀门全开时的特性曲线,曲线③为关小阀门时的特性曲线。当水泵工作在曲线②的A 点时,其流量与压力分别为q1与p2,此时水泵所需的正比于p2与q1的乘积。由于工艺要求需减小水量到q2时,通过增加管网管阻,使水泵的工作点移到曲线③上的B 点,水压增大到p1,这时水泵所需的正比于p1与q2的乘积,由图1可见这种调节方式虽然简单,但功率消耗并无减少。

如果采用通过改变电机的运转速度来改变供水量,其特性曲线如图2所示。

图中曲线②为阀门全开时的特性曲线,曲线①为额定转速时的特性曲线,曲线④为减小转速时的特性曲线。水泵转速下降时,工作点由A 点移到C点,流量仍是减小到q2,压力由p2降到p3,这时水泵所需的功率正比于p3与q2的乘积,由图可见功率的减少是明显的,通过流体力学的基本定律可知:风机、泵类设备均属变转矩负载,其转速n 与流量q,压力p 以及轴功率P具有如下关系

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。当电机转速稍有下降时,轴功率将大幅下降。

根据三相异步交流电动机的转速公式

式中:f 为电源频率;

p 为电机极对数;

s 为电机转差率;

n为电机转速。

只要改变电机的供电电源频率f,就可实现电机转速n的变化,从而实现调速的目的,而变频器正是电机变频调速的执行设备。

2 方案设计

变频器不但具有动态性能好、容量大、节能等显著特点,而且还可在不增加设备的情况下,利用其内置PID功能实现系统的闭环过程调节,达到精确地控制电机转速的目的,本系统的设计方案即为闭环调整控制。工作原理图如图3所示。


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关键词: 控制 功率

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