水泵電機變頻調速技術實踐分析

李衛國

（天津市勞動經濟學校,天津 300380）

在現代工業企業中，水泵是一項十分重要的工業生產設備，而水泵電機又是整個水泵工作的動機，其在為我們創造經濟效益的同時也帶來了巨大的能量消耗，傳統的水泵電機往往具有能耗大、污染大的特點，而這與低碳、環保、節能、綠色的發展理念是背道而馳的。所以作為工業企業必須對其進行有效的改進和優化，而加強變頻調速技術的應用則更有效的滿足這一理念，所以必須加強對其的應用。

1 某工業企業水泵電機節能現狀分析

該企業屬于中小型企業，主要從事磨具半成品加工，每天企業內需要使用的水為12m ，而為了應對自來水供水不足，企業在廠區內設置了蓄水池、污水處理池各一個，每天泵入水量所消耗的電能為企業總耗電量的5%，但是水泵電機占據了這5%電量的95%，屬于高能耗的水泵電機，因此企業每年的電能消耗居高不下，在企業節能改造過程中，該企業對其節能性、環保性和經濟性進行綜合評估后，決定采用高效水泵電機，并將其與變頻調速技術進行有效的結合，最后經過長期的運行和測試，發現其不僅能確保其工作效率，還能有效的降低能耗，從傳統的5%降低到4.2%，從傳統的95%降低到70%。所以以下筆者結合該企業的改造實踐，就水泵電機變頻調速技術的應用提出以下幾點分析。

2 水泵電機變頻調速技術實踐分析

2.1 應用原理分析

由于傳統的水泵電機在轉動過程中其速度是固定的，該企業在沒有改造之前所采用的水泵就是固定轉速，在利用其為水泵提供驅動的同時通過控制閥空間管道流量的變化。而采取這一方式主要是在用水量大的時候最為適用，而且需要水泵在額定條件下運轉，那么此時的運行效率就會得到最大化的發揮和利用，但是在用水量減少后，主要是通過調節閥門將出水量減小，達到控制流量的目的而這時候水泵的運行和出水量之間存在的壓差較大，而水泵又在額定功率下運轉，而這就會導致很多能量隨著水流而消耗，因而通過閥門控制流量會損失巨大的能力，帶來較大的能耗。該企業在意識到這一點之后，就在改造中及時的采取變頻調速技術控制水泵電機，不僅能滿足流量控制的需要，而且能節省能耗。這主要是利用了該技術的壓力傳感器所釋放的電能信號，使得水泵電機所需的電流隨著流量的變化而變化，其轉速隨著水量的需要而針對性的進行轉換，從而達到良好的節能效果。就其應用原理來看，主要是利用壓力傳感器轉化的電信號，將電信號與壓力值進行比較并運算，再把運算的結果轉換成頻率調節信號，再將調節信號傳送給變頻器，從而達到調整水泵電機電源頻率的目的，最終控制水泵轉速，達到節能的目的。

2.2 影響節能效果的幾點原因

該企業在最初運行采用變頻調節技術的水泵電機之后，發現其所取得的節能效果并不明顯，經過不斷的分析總結和實踐，影響其節能效果的原因主要有以下幾點：

一是調速范圍過大。當水泵電機的調速范圍較大時，將會對水泵自身效率和電機效率帶來影響。就水泵自身來看，其最佳的運行狀況主要取決于其運行工況點由于管路特性曲線的變化，只有水泵效率較高，并確保管路壓力得到有效控制，就能實現供水系統的最大節能。然而就最初的運行來看，采取變頻調速技術仍沒有確保各工況點始終運行在水泵調速的高效區域之內。而這主要就是由于調速范圍過大所導致。當水泵電機的輸出功率過度的傾向于額定的功率時，導致電機的效率快速下降，加上頻率低下，同樣會對電機效率帶來影響，族中使得水泵機組效率較低，從而難以實現節能的目的，加上自冷電機處于低速運轉情況時，就會由于風量不足而對其散熱帶來影響，而這就會對電機的安全運行帶來威脅。這同樣是調速范圍過大所導致。所以必須對調速范圍進行有效的控制。

二是調速泵調速范圍受限。由于供水系統需要多個水泵采取并聯的方式進行供水，常見的聯合供水主要采用定速泵和調速泵，而定速泵和調速泵難以高效運行，并在并列運行下的定速泵協同工作的影響下，導致調速泵的調速范圍受到限制。所以在調速時，應盡可能地將變頻本的工況點設置在水泵的高效區，并盡可能地靠左邊，此時的調速范圍最大。

三是調速供水方式不同。在采用變頻調節技術時，所采用的調速供水方式不同，那么其所取得的經濟效果也不同。常見的變頻供水方式主要有變頻恒壓和變頻變壓的方式，但是變頻恒壓的供水方式沒有意識到當供水管路的流量較小時，由于水頭損失小，但是其導致能量的浪費較大，因而其經濟性就會較差，這也會因此提高企業的能耗。所以為了節能，應盡可能地選取變頻變壓的方式進行供水。

2.3 應用要點

在應用變頻技術時，主要是在變頻調速的同時改變定子電壓，只要確保轉矩不變，就能預防鐵芯發熱。所以對變頻調速技術的應用主要就是采用不同電路的變頻器。常見的主要有以下幾種。一是交-直-交變頻器。它是由三個環節組成：可控硅整流電路，其作用是將電壓、定頻率的交流電路變為電壓可調的直流電；可控硅逆變電路，其作用是將整流電路輸出的直流電變換為頻率可調的交流電；濾波環節，它在整流電路和逆變電路之間，一般是利用無電源電容或電抗器對整流后的電壓或電流進行濾波。二是交-交變頻器。它是由兩組反并聯的整流電路組成，直接將電網的交流電通過變頻電路同時調節電壓和頻率，變成電壓和頻率可調的交流電輸出。

3 結語

綜上所述，對水泵電機變頻調速技術進行實踐性的分析具有十分重要的意義。作為企業必須在日常工作中切實加強節能改造工作的開展，在淘汰老舊水泵電機的同時，還應切實加強變頻調速技術的應用，掌握其應用原理的同時分析和總結影響節能效果的因素，才能更好地促進變頻調速技術的應用成效。

[2]欒海彥.淺析水泵電機變頻調速技術的應用[J].科技創新與應用，2014(16):104.

[3]王瑞玲.水泵電機變頻調速技術應用探討[J].河南科技，2014(04):94-95.