一、水泵使用情況概述
工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的負(fù)荷大部分是交流異步電動(dòng)機(jī)，耗電量約占企業(yè)全部電耗的65%左右，尤其水泵類負(fù)荷的效率比較低，在2002年中國加入世貿(mào)組織之后，企業(yè)必須通過降低成本來提高經(jīng)濟(jì)效益。才能增強(qiáng)競爭力，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，對泵的使用壽命、維護(hù)修理都加大了不利的損耗。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)組在低效率區(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)的特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)速特性基本保持了電動(dòng)機(jī)固有的轉(zhuǎn)速特性，它是一組不同頻率時(shí)相互平行的特性曲線。
變頻調(diào)速具有以下優(yōu)點(diǎn)：
①轉(zhuǎn)差率小，轉(zhuǎn)差損失小，效率可高達(dá)90~95%以上。
②實(shí)現(xiàn)平滑地?zé)o級(jí)調(diào)速，精度高，調(diào)速范圍寬(0~100%)，頻率變化范圍大(0~50Hz)。
③起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大(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變頻器可采用高速度的16位CPU與專用的大規(guī)模集成電路配合，用軟件實(shí)現(xiàn)V/5自動(dòng)調(diào)整，具有與計(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，對改善工藝條件，提高產(chǎn)品質(zhì)量都有其明顯效果。
