一、水泵使用情況概述
部分企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的負(fù)荷部分是交流異步電動(dòng)機(jī),耗電量一般占企業(yè)全部電耗的65%左右,水泵負(fù)荷的效率比較低,尤其是在2002年中國(guó)加入世貿(mào)組織之后,企業(yè)只有通過降低成本來提高經(jīng)濟(jì)效益。才能增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力,在降低生產(chǎn)成本中,節(jié)約用電是一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)環(huán)節(jié)。例如某一供水站,供水系統(tǒng)是根據(jù)用水量的需求進(jìn)行調(diào)節(jié),是采用調(diào)整泵出門閥門來調(diào)節(jié)流量,需要專人值守,在不同的情況下,開關(guān)閥門。勞動(dòng)強(qiáng)度較大,同時(shí),由于閥門的強(qiáng)制節(jié)流使泵形成旋渦沖擊,產(chǎn)生了強(qiáng)烈的振動(dòng)和噪聲,對(duì)泵的使用壽命、維護(hù)修理都加了不利的損耗。再就是由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩基本恒定,這種調(diào)節(jié)方式形成的供水壓力較高,造成嚴(yán)重的節(jié)流功率損失,泵的效率降低,造成電力的浪費(fèi)。
二、水泵變頻節(jié)能改造的調(diào)速性能
水泵在改變轉(zhuǎn)速時(shí),其內(nèi)部幾何尺寸沒有改變,所以,據(jù)水泵的相似原理可知:當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時(shí),流量與轉(zhuǎn)速成正比,揚(yáng)程與轉(zhuǎn)速的平方成正比,軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比,得出:同一臺(tái)泵當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時(shí),水泵的主要性能參數(shù)將接上述比例定律而變化,并且,在變化過程中可保持效率基本不變,若水泵機(jī)組轉(zhuǎn)速可調(diào),我們就可以改變某臺(tái)水泵的轉(zhuǎn)速以適應(yīng)當(dāng)時(shí)需水量的變化,這樣就可以避免水泵機(jī)組在效率區(qū)域運(yùn)轉(zhuǎn)造成的電動(dòng)機(jī)過載,另一方面,也可以避免供水壓力偏高所造成的浪費(fèi)。同時(shí),水泵隨著轉(zhuǎn)速的變慢而使軸功率大為減少,電動(dòng)機(jī)輸入功率也隨之減少,這就是調(diào)速水泵在供水系統(tǒng)中所起的節(jié)能作用。
三、水泵變頻節(jié)能改造減速的機(jī)泵原理
根據(jù)交流電動(dòng)機(jī)工作原理中的轉(zhuǎn)速關(guān)系,n=60f(1-s)/p,從公式中得出:均勻改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的電源頻率,就可以平滑地改變電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變慢,軸功率就相應(yīng)減少,電動(dòng)機(jī)輸入功率也隨之減少,這就是水泵調(diào)速的節(jié)能作用。
交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速物性為一條稍向下傾斜的曲線,如圖A所示,調(diào)速時(shí)的性仍為稍向下傾斜曲線,是在不同頻率時(shí)相互平等的一組曲線,如圖B所示:
從圖A、圖B中可以看出,變頻器的調(diào)速性基本保持了電動(dòng)機(jī)固有的轉(zhuǎn)速性,它是一組不同頻率時(shí)相互平行的性曲線。變頻調(diào)速有以下優(yōu)點(diǎn):
①轉(zhuǎn)差率小,轉(zhuǎn)差損失小,效率可達(dá)90~95%以上。
②實(shí)現(xiàn)平滑地?zé)o級(jí)調(diào)速,精度,調(diào)速范圍寬(0~100%),頻率變化范圍(0~50Hz)。
③起動(dòng)轉(zhuǎn)矩(可達(dá)額定值的1.1倍),實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)減輕啟動(dòng)電流的沖擊。
④提高電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)。
⑤變頻器可采用速度的16位CPU與專用的規(guī)模集成電路配合,用軟件實(shí)現(xiàn)V/5自動(dòng)調(diào)整,有與計(jì)算機(jī)可編程控制器聯(lián)機(jī)控制的功能,容易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制。
⑥安裝容易,調(diào)試方便,操作簡(jiǎn)單。
⑦不僅適用于水泵,風(fēng)機(jī)類負(fù)荷的節(jié)能調(diào)速,而且也適用于舊設(shè)備的改造,對(duì)工藝條件,提高產(chǎn)品質(zhì)量都有作用。
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