水泵中的變頻器應用節能探討

黃忠敏

摘 要：變頻器在應用中主要實現了微電子技術以及變頻技術的綜合使用，從而將便電機工作的主要電源頻率加以改變，有效控制交流電動機的重要電控設備。現階段變頻器被較為廣泛的應用于水泵中，有效的實現了節能改造的功能，成為水泵中的重要功能組成。本次研究探討分析變頻器在水泵中，節能功能的具體應用原理，提高了水泵的供水運行穩定性。

關鍵詞：水泵；變頻器；應用節能

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.07.156

0 引言

通常在完成生產活動過程中，為了能夠有效的確保諸多機械類的生產可靠性，工作人員需要在考慮動力驅動化設計過程中，余留部分富余的驅動量[1]。由此也致使在機械類設備完成運動負荷過程中，無法相符于電機設備。電機在得到較為充足的驅動力之后，所產生的多余力矩就會較大程度的增加機械設備的主要功率，由而出現不必要的電能浪費。水泵的傳統化運行方式，則主要是依據集水井的內液位具體高低，從而完成對水泵的主要功能控制，此種方法無法對水流量加以控制，還會由于頻繁的啟停損害水泵，導致水泵的整體經濟效益有所降低。變頻器具備了可靠性、節能性、操作簡單、效率高的諸多特點[2]，廣泛應用于水泵中，達到了尤為理想的變頻調速功能效果。

1 變頻器功能特點概述

變頻器是一種能夠完成電源電壓調整、改變電流頻率的一種新型電氣設備，基于當前科學技術的飛速發展下，變頻器結合了電子信息技術。傳統變頻器無法在工作中實現獨立性的作業，現如今的變頻器已經可以完全的脫離電氣設備，可以單獨達到功能運用，因此變頻器被廣泛的應用于當前的家用電器設備中[3]。變頻次可以應用于工業設備及電氣設備中，起到良好的節點節能作用，同時還能夠解決供水故障問題的出現，從而保證供水的質量。

2 變頻器應用工作原理

變頻器通常的構造組成，包括了濾波器、整流器、保護電路、驅動電路以及MCU/DSP（控制器）等諸多組成部分，在具體的運行過程中通過將三相交流電流或者單相電流，經由整流器經由電容濾波，形成相應的幅值之后，基本固定直流電壓，有效實現了逆變器的功率元件通斷控制，將逆變器所輸出的電流端出現具備相應形狀的矩形脈沖波形。由此通過將矩形脈沖的相應寬度對改變，以及周期性的電頻輸出頻率得以調控，由此實現了電壓和電頻的同時控制。PWM的主要功能使用優點，就是能夠有效的將低次諧波進行消除和抑制，負載電機能夠基于近正炫波交變電壓下運行，調速的范圍也有所增寬。

3 變頻器在水泵控制中應用節能體現

（1）水泵變頻調速的節能原理。閥門的調節功能耗能曲線（如圖1所示），一旦水泵使用閥門控制，水流量的具體需求就從最初Q1降低至Q2，此種情況下必須將閥門關小。那么此種階段下閥門的整體摩擦阻力數值有所增加，管道的曲線就從R逐步轉移至R，揚程則從Ha上升至Hb，運行工況點基于a點逐步移動至b點。如圖2所示變頻器的主要變速調節功能耗費曲線，在水泵使用調速控制方式時，對于流量的需求是基于Q1逐步降低至Q2，該阻力曲線數值也并未發生轉變，由此水泵的功能特性是取決于轉速。如果一旦轉速基于n下降至n，性能曲線則可以由最初的（Q-H）逐步至（Q-H），運行的工況點也基于a點逐步移動至c點，揚程也由最初的Ha降至Hc。也就是說水泵的閥門王城流量控制時，損耗的功率是△N，雖則閥門的逐步關小，耗損的功率與閥門呈反比。使用轉速控制時，流量與轉速之間呈正比。如果不適用閥門的逐步關小方法，那么電機的整體轉速就會逐步減緩，由此在等同流量的轉運下，可以避免原本閥門的功率消耗，由此達到較好的節能應用成效。

（2）變頻器應用于水泵中技術需求。我國當前的熱網微循泵、穩壓泵以及補水泵的當前應用現狀，可以發現水泵在使用中，較多時候都需要完成較為頻繁的啟停操作，此種操作很大程度會導致發生較大的電力浪費情況，無法順應當前的用電節能需求。對于此種情況的產生，通過在水泵中應用變頻器，可以有效的達到技術節能需求，同時還能減少對啟停開關的能源耗損情況。在技術應用過程中的相應技術性調節，同時還能夠有效的在較大程度上，對相應的能源使用加以節省，以此達到節能目的、減少了由于開關所導致能源浪費情況的發生，達到更好的節能效用。

4 變頻器應用于水泵中的案例說明

當前國內外的諸多電力拖動場合，將矢量控制變頻器設備，應用于水泵中可以具備較高的自動調速精度，同時還能夠達到尤為有效的節能應用成效。某企業通過將變頻器應用至水泵中，該水泵負載為平方轉矩負載，整體的控制需求也相對較為簡單，相應的變頻器整體價格也相對較低，但是取得了較為有效的節能效用。通過在使用變頻器完成水泵的控制過程中，可以使用變頻器完成對風機的控制，水泵的電動機輸出功率會隨著轉速的增加而增加，完成變頻器調整轉速，轉速一旦調節水泵的整體流量發生下降，由此可以確保其整體的穩定恒壓。轉速在下降至額定的轉速過程中，軸功率也會隨之下降。由此變頻器的使用創造了較為明顯的經濟效益，達到了企業所需的水泵節能效益。

5 結語

總而言之，變頻器應用于水泵中，需要相應的條件才能達到節能成效，對于水流量相對較為穩定、工況較為單一且整體的揚程比例較大供水系統通常較不使用，因此應當將變頻器應用于條件適用的水泵中，達到節能效果。

參考文獻：

[1]范建明，王亮亮.變頻器在水泵中的節能應用[J].建筑工程技術與設計，2016（19）.

[2]龔曉虹.探究變頻器控制在水泵中的應用與節能研究[J].自然科學：全文版：00027.

[3]趙凱，程雅芳.探討應用變頻器進行水泵節能的改造[J].工程技術：引文版，2016（05）：00216.