高压变频器在泵类负载的节能原理及分析.docx
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1、高压变频器在泵类负载的节能原理及分析1前言在冶金、化工、电力、市政供水和采矿等行业广泛应用的泵类负我,占整个用电设备能耗的40%左右,电班在自来水厂甚至占制水成本的50%。这是因为:一方面,设备在设计时,通常都留有一定的余量;另一方面,由于工况的变化,需要泵机输出不同的流量。随着市场经济的发展和自动化,智能化程度的提高,采用高压变频器对泵类负载进行速度控制,不但对改进工艺、提高产品质量有好处,乂是节能和设备经济运行的要求,足可持续发展的必然趋势。对泵类负载进行调速控制的好处甚多。从应用实例看,大多已取得了较好的效果(有的节能高达30%-40%),大幅度降低了F1.来水厂的制水成本,提高了自动化
2、程度,且有利于泵机和管网的降压运行,减少了渗漏、爆管,可延长设备使用寿命。2泵类负载的流量调节方法及原理泵类负载通常以所输送的液体流量为控制参数,为此,目前常采用阀门控制和转速控制两种方法。2.1 阀门控制这种方法是借助改变出口阀门开度的大小来调节流量的。它是一种相沿已久的机械方法。阀门控制的实质是改变管道中流体阻力的大小来改变流量。因为泵的转速不变,其扬程特性曲线H-Q保持不变,如图1所示。由于在变频器的直流环节采用了电感元件而得名,其优点是具有四象限运行能力,能很方便地实现电机的制动功能。缺点是需要对逆变桥进行强迫换流,装置结构复杂,调整较为困难。另外,由于也网侧采用可控硅移相整流,故输入
3、电流谐波较大,容量大时对电网会有一定的影响。当阀门全开时,管阻特性曲线R1.-Q与扬程特性曲线H-Q相交于点A,流量为Qa,泵出口压头为Ha。若关小阀门,管阻特性曲线变为R2Q,它与扬程特性曲线H-Q的交点移到点B此时流量为Qb.泵出口压头升高到HbC则压头的升高量为:AHb=Hb-Hao于是产生了阴线部分所示的能量损失:APb=AHbXQbO2.2 转速控制借助改变泵的转速来调节流量,这是一种先进的电子控制方法。转速控制的实质是通过改变所输送液体的能量来改变流量。因为只是转速变化,阀门的开度不变,如图2所示,管阻特性曲线R1.-Q也就维持不变。额定转速时的扬程特性曲线Ha-Q与管阻特性曲线相
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