1、關(guān)于變頻調(diào)速給水的基本原理關(guān)于變頻調(diào)速給水的基本原理目前，變頻調(diào)速生活給水在建筑給水中應(yīng)用越來(lái)越廣，其主要原因是：1.變頻調(diào)速給水的供水壓力可調(diào)，可以方便地滿足各種供水壓力的需要。在設(shè)計(jì)階段可以降低對(duì)供水壓力計(jì)算準(zhǔn)確度的要求，因?yàn)殡S時(shí)可以方便地改變供水壓力。但在選泵時(shí)應(yīng)注意，泵的揚(yáng)程宜大一些，因?yàn)樽冾l調(diào)速其最大壓力受水泵限制。最低使用壓力也不應(yīng)太小，因?yàn)樗貌辉试S在低揚(yáng)程大流量下長(zhǎng)期超負(fù)荷工作，否則應(yīng)加大變頻器和水泵電機(jī)的容量，以防止發(fā)生過載。2 .目前，變頻器技術(shù)已很成熟，在市場(chǎng)上有很多國(guó)內(nèi)外品牌的變頻器，這為變頻調(diào)速供水提供了充份的技術(shù)和物質(zhì)基礎(chǔ)。變頻器已在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門廣泛使用。任何品牌

2、的變頻器與變頻供水控制器配合，即可實(shí)現(xiàn)多泵并聯(lián)恒壓供水。因?yàn)榻ㄖ┧膽?yīng)用廣泛，有些變頻器設(shè)計(jì)生產(chǎn)廠家把變頻供水控制器直接做在供水專用變頻器中； 這種變頻器具有可靠性好， 使用方便的優(yōu)點(diǎn)。3.變頻調(diào)速恒壓供水具有優(yōu)良的節(jié)能效果。由水泵-管道供水原理可知，調(diào)節(jié)供水流量，原則上有二種方法；一是節(jié)流調(diào)節(jié)，開大供水閥，流量上升；關(guān)小供水閥，流量下降。調(diào)節(jié)流量的第二種方法是調(diào)速調(diào)節(jié)，水泵轉(zhuǎn)速升高，供水流量增加；轉(zhuǎn)速下降，流量降低，對(duì)于用水流量經(jīng)常變化的場(chǎng)合（例如生活用水），采用調(diào)速調(diào)節(jié)流量，具有優(yōu)良的節(jié)能效果。我國(guó)國(guó)家科委和國(guó)家經(jīng)貿(mào)委在中國(guó)節(jié)能技術(shù)政策大綱中把泵和風(fēng)機(jī)的調(diào)速技術(shù)列為國(guó)家九五計(jì)劃重點(diǎn)推廣的

3、節(jié)能技術(shù)項(xiàng)目。應(yīng)當(dāng)指出，變頻恒壓供水節(jié)能的效果主要取決于用水流量的變化情況及水泵的合理選配，為了使變頻恒壓供水具有優(yōu)良的節(jié)能效果，變頻恒壓供水宜采用多泵并聯(lián)的供水模式。由多泵并聯(lián)恒壓變頻供水理論可知多泵并聯(lián)恒壓供水，只要其中一臺(tái)泵是變頻泵，其余全是工頻泵，可以實(shí)現(xiàn)恒壓變量供水。在變頻恒壓變量供水當(dāng)中，變頻泵的流量是變化的，當(dāng)變頻泵是各并聯(lián)泵中最大，即可保證恒壓供水。多泵并聯(lián)恒壓供水，在設(shè)計(jì)上可做到在恒壓條件下各工頻泵的效率不變（因工況不變）,并使之處于高效率區(qū)工作，變頻泵的流量是變化的，其工作效率隨流量而改變。因?yàn)椴捎枚啾貌⒙?lián)恒壓供水，變頻泵的功率降低，從而可以降低多泵并聯(lián)變頻恒壓供水系統(tǒng)的能

4、耗，改善節(jié)能狀況。當(dāng)多泵并聯(lián)恒壓供水系統(tǒng)采用具有自動(dòng)睡眠功能的變頻器，當(dāng)用水流量接近于零，變頻泵能自動(dòng)睡眠停泵，從而可以做到不用水時(shí)自動(dòng)停泵而沒有能量損耗，具有最佳的節(jié)能效果。多泵并聯(lián)變頻恒壓變量供水的工作模式通常是這樣的：當(dāng)用水流量小于一臺(tái)泵在工頻恒壓條件下的流量，由一臺(tái)變頻泵調(diào)速恒壓供水；當(dāng)用水流量增大，變頻泵的轉(zhuǎn)速自動(dòng)上升；當(dāng)變頻泵的轉(zhuǎn)速上升到工頻轉(zhuǎn)速，為用水流量進(jìn)一步增大，由變頻供水控制器控制,自動(dòng)啟動(dòng)一臺(tái)工頻泵投入，該工頻泵提供的流量是恒定的（工頻轉(zhuǎn)速恒壓下的流量），其余各并聯(lián)工頻泵按相同的原理投入。在多泵并聯(lián)變頻恒壓變量的供水情況下，當(dāng)用水流量下降，變頻調(diào)速泵的轉(zhuǎn)速下降（變頻器供電

5、頻率下降）；當(dāng)頻率下降到零流量的時(shí)候，變頻供水控制器發(fā)出一個(gè)指令，自動(dòng)關(guān)閉一臺(tái)工頻泵使之超出并聯(lián)供水。為了減少工頻泵自動(dòng)投入或超出時(shí)的沖擊（水力的或電流的沖擊）。在投入時(shí)，變頻泵的轉(zhuǎn)速自動(dòng)下降，然后慢慢上升以滿足恒壓供水的要求。在超出時(shí)，變頻泵的轉(zhuǎn)速應(yīng)自動(dòng)上升，然后慢慢下降以滿足恒壓供水的要求。上述頻率自動(dòng)上升，下降由供水變頻控制器控制。另一種變頻供水模式通常叫做恒壓變量循環(huán)狀啟動(dòng)并先開先停的工作模式。在這種供水模式中，當(dāng)供水流量少于變頻泵在恒壓工頻下的流量時(shí)，由變頻泵自動(dòng)調(diào)速供水，當(dāng)用水流量增大，變頻泵的轉(zhuǎn)速升高。當(dāng)變頻泵的轉(zhuǎn)速升高到工頻轉(zhuǎn)速，由變頻供水控制器控制把該臺(tái)水泵切換到由工頻電網(wǎng)直

6、接供電（不通過變頻器供電）。變頻器則另外啟動(dòng)一臺(tái)并聯(lián)泵投入工作。隨用水流量增大，其余各并聯(lián)泵均按上述相同的方式軟啟動(dòng)投入。這就是循環(huán)軟啟動(dòng)投入方式。當(dāng)用水流量減少，各并聯(lián)工頻泵按次序關(guān)泵超出，并泵超出的順序按先投入先關(guān)泵超出的原則由變頻控制器單板計(jì)算機(jī)控制。由上述可見，對(duì)于變頻恒壓變量給水通常有兩種工作模式，一是變頻泵固定方式，二是變頻循環(huán)軟啟動(dòng)工作方式。在變頻泵固定方式中，各并聯(lián)水泵是按工頻方式自動(dòng)投入或超出的。因?yàn)樽冾l泵固定不變，當(dāng)用水流量變化，變頻泵始終處于運(yùn)行狀態(tài)，因此變頻泵的運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)。為了均衡各水泵的運(yùn)行時(shí)間，對(duì)于變頻泵固定運(yùn)行方式，可以設(shè)計(jì)成變頻泵定時(shí)輪換運(yùn)行方式。即當(dāng)某一臺(tái)變

7、頻泵運(yùn)行一定時(shí)間后，由變頻控制器控制變頻泵自動(dòng)進(jìn)行輪換。例如：開始時(shí)1泵變頻，23泵工頻，當(dāng)1泵變頻運(yùn)行T時(shí)間后（T可按序設(shè)定）自動(dòng)輪換為2泵變頻，31泵工頻；在此狀態(tài)下運(yùn)行T時(shí)間后自動(dòng)輪換為3泵變頻，12工頻，。如此反覆進(jìn)行定時(shí)輪換。顯然，具有變頻泵自動(dòng)輪換控制的變頻恒壓變量供水系統(tǒng)，變頻泵是定時(shí)改變的，即任何一臺(tái)并聯(lián)泵都有可能成為變頻泵。 由變頻恒壓變量供水理論可知， 為了保證恒壓供水,變頻泵必須是各并聯(lián)泵中的最大者。 為此，對(duì)于變頻恒壓供水并變頻泵自動(dòng)定時(shí)輪換的水機(jī)，各并聯(lián)水泵的大小應(yīng)相同以保證恒壓供水。按變頻器工作原理， 在運(yùn)行中的變頻器不允許在其輸出端進(jìn)行切換； 否則在切換過程中會(huì)使

8、變頻器中的某些電子器件受到大電流沖擊而降低其壽命。在變頻泵自動(dòng)輪換過程中，要在變頻器的輸出端進(jìn)行切換；為了保護(hù)變頻器，在進(jìn)行自動(dòng)切換之前應(yīng)使變頻器停止運(yùn)行。在變頻器停止運(yùn)行的條件下，在其輸出端進(jìn)行切換。在切換好后再重新啟動(dòng)變頻器而恢復(fù)正常運(yùn)行。因此，自動(dòng)輪換控制的電路比較復(fù)雜，會(huì)增加變頻控制柜的造價(jià)并降低其使用可靠性。當(dāng)變頻恒壓變量供水系統(tǒng)具有變頻泵自動(dòng)輪換功能，其優(yōu)點(diǎn)是各并聯(lián)泵可定時(shí)輪換到變頻運(yùn)行，使各并聯(lián)泵的磨損均衡。但是，在任一臺(tái)泵變頻運(yùn)行時(shí)，萬(wàn)一水泵故障有可能使變頻器保護(hù)跳閘而停止工作。各并聯(lián)水泵是由變頻器控制運(yùn)行的；當(dāng)變頻器跳閘，必然使所有并聯(lián)水泵停機(jī)而中斷供水。因此，當(dāng)水泵的可靠性

9、一定，具有自動(dòng)輪換控制功能的變頻恒壓供水機(jī)的供水可靠性將低于不具備自動(dòng)輪換控制功能的變頻恒壓供水機(jī)。筆者認(rèn)為，供水可靠性是主要矛盾。因此我們不主張采用具有自動(dòng)輪換控制功能的變頻恒壓給水系統(tǒng)。多泵并聯(lián)，循環(huán)軟啟動(dòng)的變頻恒壓給水系統(tǒng)，同樣存在上述變頻恒壓自動(dòng)輪換工作模式的缺點(diǎn)。為了保證恒壓供水，同樣要求各并聯(lián)泵的大小相同。綜上可述，為保證供水可靠性，筆者不主張采用自動(dòng)輪換和變頻循環(huán)軟啟動(dòng)的工作模式。清華紫光集團(tuán)自動(dòng)化工程部在其ABB恒壓供水系統(tǒng)用戶手冊(cè)中說(shuō)，循環(huán)軟啟動(dòng)！這是一個(gè)危險(xiǎn)的誘惑，很多搞恒壓供水的人熱衷于發(fā)展此項(xiàng)技術(shù)，但我們的建議是否定的。”我們贊同清華紫光集團(tuán)自動(dòng)化工程部的上述學(xué)術(shù)見解，

10、不熱衷于搞變頻循環(huán)軟啟動(dòng)供水。由水泵-管路供水原理可知，當(dāng)節(jié)流損耗等于零，則供水系統(tǒng)具有最佳的節(jié)能效果，此時(shí)水泵的供水揚(yáng)程完全消耗在供水高度和供水流阻損失上。這種變頻調(diào)整供水稱為理態(tài)的變壓變量供水，這種供水系統(tǒng)的揚(yáng)程一流量曲線和管路系統(tǒng)的流阻一流量曲線重合。在理想的變壓變量供水系統(tǒng)中，在用水點(diǎn)，其揚(yáng)程恒定，屬于恒壓供水。在實(shí)際建筑中，用水點(diǎn)是多處，不是一處，因此很難確定何處是恒壓用水點(diǎn)。變壓變量供水系統(tǒng)沒有通用性，在工程上很少應(yīng)用。一種實(shí)用的變壓變量供水系統(tǒng)叫做準(zhǔn)變壓變量供水系統(tǒng)；在準(zhǔn)變壓變量供水系統(tǒng)中，其恒壓值隨用水流量增加而躍階上升。例如多泵并聯(lián)恒壓供水，當(dāng)一臺(tái)泵工作，其恒壓值為P1;當(dāng)投

11、入一臺(tái)泵，其恒壓值自動(dòng)變?yōu)镻1+AP1;當(dāng)二、三、四臺(tái)泵投入，其恒壓值分另1J自動(dòng)變?yōu)镻1+API+AP2,P1+API+AP2+AP3,P1+API+AP2+AP3+AP4,。其中P1,AP1,AP2,AP3,AP4,可按需要設(shè)定；因此，準(zhǔn)變壓變量系統(tǒng)（設(shè)備）的供水特性可以十分接近理想的變壓變量供水特性，具有優(yōu)良的節(jié)能效果，這種供水系統(tǒng)（設(shè)備）具有通用性。例如國(guó)際上著名的ABB供水專用變頻器就具有上述的準(zhǔn)變壓變量供水控制功能。事實(shí)上，在建筑供水當(dāng)中，準(zhǔn)變壓變量供水模式也很少應(yīng)用，因?yàn)樵趯?shí)際使用當(dāng)中，很難給出AP1,AP2,AP3等等的具體參數(shù)。水泵組合可優(yōu)化變頻調(diào)速給水一種新型給水方案，它既

12、保留了變頻調(diào)速恒壓給水方案的優(yōu)點(diǎn)：出水流量連續(xù)可調(diào)、出水壓力恒定、供水品質(zhì)優(yōu)良，又利用水泵組合技術(shù)降低了變頻調(diào)速器的設(shè)計(jì)容量，提高了全系統(tǒng)的性能價(jià)格比。目前，建筑物給水系統(tǒng)已逐漸放棄水塔、高位水箱、氣壓罐等傳統(tǒng)技術(shù)，而采用電腦控制配合變頻調(diào)速器對(duì)水泵電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速、恒壓給水。這種技術(shù)在穩(wěn)定水壓、減少設(shè)備體積、節(jié)能等方面有很大進(jìn)步，但由于使用了價(jià)格昂貴、技術(shù)復(fù)雜的變頻調(diào)速器，降低了給水系統(tǒng)的性能價(jià)格比。要解決這一問題，最有效的方法是在基本不降低給水系統(tǒng)性能前提下降低變頻調(diào)速器的選用容量。市場(chǎng)調(diào)查表明，變頻調(diào)速器的容量越大，對(duì)工程造價(jià)的影響越大。因此，在設(shè)計(jì)容量較大的給水系統(tǒng)時(shí)，如何降低變頻調(diào)速器的

13、容量，是提高工程性能價(jià)格比的最有效技術(shù)途徑。1、二進(jìn)制變流量水泵組合穩(wěn)壓給水方法在文獻(xiàn)1中提出了一種不使用變頻器（或氣壓罐）的自動(dòng)穩(wěn)壓給水方法，即二進(jìn)制變流量水泵組合穩(wěn)壓給水方法，現(xiàn)介紹如下：該系統(tǒng)共有四臺(tái)水泵M0、M1、M2、M3并聯(lián)運(yùn)行，組合給水。各臺(tái)水泵的額定揚(yáng)程相同，額定流量呈二倍遞變，即如M0的額定流量為q,則其他三臺(tái)水泵M1、M2、M3的額定流量分別為2q、4q、8q。以數(shù)字1表示水泵工作，數(shù)字0表示水泵停止工作。于是M0、M1、M2、M3四臺(tái)水泵的工作狀態(tài)各用一位二進(jìn)制數(shù)a0、a1、a2、a3加以表達(dá)。它們組合在一起時(shí)的工作狀態(tài)用一個(gè)四位的二進(jìn)制數(shù)a3a2a1a假示。四位二進(jìn)制數(shù)

14、共有16種變化情況，這些變化狀況不僅代表了當(dāng)時(shí)水泵的組合，而且代表了當(dāng)時(shí)水泵組合所能提供給水系統(tǒng)的出口流量Qt（在計(jì)算每種工況的出口流量時(shí)，近似忽略了由于水泵并聯(lián)運(yùn)行所造成的流量損失）。即這個(gè)數(shù)越大，則出口流量越大；這個(gè)數(shù)越小，出口流量越小。由此找到了根據(jù)用戶用量大小，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的出水流量以保證穩(wěn)壓給水的方法，其工作原理是：電接點(diǎn)壓力表設(shè)定上限壓力H2、下限壓力H1,由H1與H2構(gòu)成了壓力穩(wěn)定區(qū)間。如實(shí)際水壓H偏低，HvH1時(shí)，可編程控制器按表1所示二進(jìn)制數(shù)a3a2a1a0勺遞增規(guī)律切換水泵組合的工作狀態(tài)，增加系統(tǒng)出水流量，水壓上升直到HH1,如水壓H偏高，HH2時(shí)，可編程控制器按a3a2a1a

15、0B減規(guī)律切換水泵組合的工作狀態(tài)，減少系統(tǒng)流量，水壓下降直至HVH2。這樣正常工作時(shí)H1vHvH2,供水系統(tǒng)的實(shí)際水壓H就被穩(wěn)定在H2與H1所規(guī)定的范圍之內(nèi)，達(dá)到穩(wěn)定水壓之目的。利用這種技術(shù)，在穩(wěn)壓精度不高，用水負(fù)荷波動(dòng)不太頻繁情況下，不使用變頻調(diào)速器亦可穩(wěn)壓供水。但當(dāng)穩(wěn)壓精度較高時(shí)，如不使用變頻調(diào)速器，就必須配備較多的水泵（當(dāng)然水泵的數(shù)目比傳統(tǒng)水泵并聯(lián)組合方法大為減少），對(duì)優(yōu)化工程設(shè)計(jì)與方便施工十分不利。另外,用戶負(fù)荷變化較大時(shí)，不使用變頻調(diào)速器會(huì)造成水泵組合頻繁切換，使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)壓精度大為下降，電機(jī)的不斷啟停使能耗加劇。綜合評(píng)價(jià)較為理想的方案是把變頻恒壓給水技術(shù)與二進(jìn)制變流量水泵組合穩(wěn)壓

16、給水技術(shù)結(jié)合使用。2、水泵組合優(yōu)化變頻調(diào)速恒壓給水方案該系統(tǒng)共有三臺(tái)水泵（虛線所畫水泵不計(jì)入）P0、P1、P2,其中P0與P1的額定流量為q,而P2的額定流量較大為2q,三臺(tái)水泵的額定揚(yáng)程相同。另外只有P0采用變頻器連續(xù)控制轉(zhuǎn)速，而P1與P2直接工頻電源開關(guān)控制。這樣配備的水泵系統(tǒng)與典型的變頻恒壓給水系統(tǒng)相比較，后者一般采用兩臺(tái)大小一致的相同水泵，一臺(tái)變頻調(diào)速控制、一臺(tái)工頻開關(guān)控制，多用了一臺(tái)小水泵。但由于變頻器所控制的水泵流量下降一倍，故所采用變頻器的容量也大致下降一倍。實(shí)現(xiàn)了用容量小的變頻器代替大容量的變頻器，降低了整個(gè)系統(tǒng)的性能價(jià)格比。對(duì)采用開關(guān)控制的水泵P1與P2,用數(shù)字1表示水泵工作

17、，以數(shù)字0表示水泵停止工作，于是P1與P2的組合工作狀態(tài)用一個(gè)兩位的二進(jìn)制數(shù)a2a1表示（如表2）。P0采用變頻器連續(xù)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，把它與P1P2的組合工作相結(jié)合，則整個(gè)給水系統(tǒng)的流量可以在0WQtW4q勺區(qū)間連續(xù)變化（計(jì)Qt時(shí)近似忽略了由于水泵并聯(lián)所造成的流量損失）。表2與表1的不同之處在于：由于變頻調(diào)速水泵P0的加入，可以在0WQtW40勺全流量范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)給水流量，故理論上可以實(shí)現(xiàn)高精度的恒壓控制，而不是表1所描述的在一定范圍內(nèi)的穩(wěn)壓控制。同時(shí)，與傳統(tǒng)的恒壓變頻調(diào)速給水系統(tǒng)相比較，變頻器的設(shè)計(jì)選用容量可減小一半。因此，本方案兼具了二進(jìn)制變流量水泵組合方案和典型變頻調(diào)速恒壓給水方案的優(yōu)點(diǎn)

18、。若再增加一個(gè)容量為4q的水泵P3 （虛線畫出） ,依據(jù)相同的工作原理， 給水系統(tǒng)的出口流量可以在0vQtv8q范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)，同時(shí)水壓基本恒定（見表3）。通過以上二例可以總結(jié)出，如給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量為Q,則可以把變頻水泵的容量設(shè)計(jì)成q=Q/2n（n=1、2、3）。同時(shí)再配備n臺(tái)工頻電源開關(guān)控制的水泵，這n臺(tái)水泵的額定揚(yáng)程相同且與變頻水泵的揚(yáng)程一致，但額定流量設(shè)計(jì)值卻是兩倍遞變，即從小到大為：q、2q、4q2n-1q。由這（n+1）臺(tái)水泵（1臺(tái)變頻調(diào)速控制，n臺(tái)工頻開關(guān)控制）構(gòu)成的水泵組合優(yōu)化變頻調(diào)速給水系統(tǒng)，即實(shí)現(xiàn)在全流量變化范圍內(nèi)高質(zhì)量的恒壓給水，又把變頻器的設(shè)計(jì)容量降為q=Q/2n,降低

19、了變頻器的工程預(yù)算價(jià)格，提高了整個(gè)給水系統(tǒng)的性能價(jià)格比。3、結(jié)論本文提出了水泵組合優(yōu)化變頻調(diào)速給水方案。它既保留了變頻調(diào)速方案的優(yōu)點(diǎn)：全流量范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)高精度的恒壓給水，又利用水泵組合技術(shù)大大降低了變頻器選用容量，提高了系統(tǒng)的性能價(jià)格比。變頻調(diào)速技術(shù)在水泵控制系統(tǒng)中的應(yīng)用介紹了水泵變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的節(jié)能原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及節(jié)能效果。系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果表明：水泵采用變頻調(diào)速控制，節(jié)能效果顯著，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。變頻調(diào)速（VariableVelocityVariableFrequency節(jié)能技術(shù)是一項(xiàng)集現(xiàn)代先進(jìn)電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體的高效節(jié)能技術(shù)。自80年代世界各國(guó)將其投入工業(yè)應(yīng)用以來(lái)

20、，它顯示出了強(qiáng)勁的競(jìng)爭(zhēng)力，其應(yīng)用領(lǐng)域也在迅速擴(kuò)展。現(xiàn)在凡是可變轉(zhuǎn)速的拖動(dòng)電機(jī)，只要采用該項(xiàng)技術(shù)就能取得非常顯著的節(jié)能效果。國(guó)家科委十分重視這一技術(shù)的推廣工作，已在1995年將其列入國(guó)家級(jí)重點(diǎn)推廣的科技成果項(xiàng)目。隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，電力工業(yè)雖然有了長(zhǎng)足進(jìn)步，但能源的浪費(fèi)卻是相當(dāng)驚人的。據(jù)有關(guān)資料報(bào)導(dǎo)，我國(guó)風(fēng)機(jī)、水泵、空氣壓縮機(jī)總量約4200萬(wàn)臺(tái)，裝機(jī)容量約1.1億千瓦。但系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行效率僅為3040%,其損耗電能占總發(fā)電量的38%以上。這是由于許多風(fēng)機(jī)、水泵的拖動(dòng)電機(jī)處于恒速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，而生產(chǎn)中的風(fēng)、水流量要求處于變工況運(yùn)行；還有許多企業(yè)在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，容量選擇得較大，系統(tǒng)匹配不合理，往

21、往是大馬拉小車”，造成大量的能源浪費(fèi)。因此，搞好風(fēng)機(jī)、水泵的節(jié)能工作，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要意義。1水泵調(diào)速運(yùn)行的節(jié)能原理水泵調(diào)速時(shí)的全揚(yáng)程特性（H-Q）曲線。用閥門控制時(shí)，當(dāng)流量要求從Q減小到Q1,必須關(guān)小閥門。這時(shí)閥門的磨擦阻力變大，阻力曲線從R移到R；揚(yáng)程則從H0上升到H1,運(yùn)行工況點(diǎn)從A點(diǎn)移到B點(diǎn)。用調(diào)速控制時(shí)，當(dāng)流量要求從Q減小到Q1,由于阻力曲線R不變，泵的特性取決于轉(zhuǎn)速。如果把速度從N100降到N80,運(yùn)行工況點(diǎn)則從A點(diǎn)移到C點(diǎn)，揚(yáng)程從H0下降到H2。根據(jù)離心泵的特性曲線公式:P=QHr/1021式中：P水泵使用工況軸功率（kwQ使用工況點(diǎn)的水壓或流量（m3/s;H使用工況點(diǎn)的

22、揚(yáng)程（m）;r輸出介質(zhì)單位體積重量（kg/m3;n-使用工況點(diǎn)的泵效率（%）。可求出運(yùn)行在B點(diǎn)泵的軸功率和C點(diǎn)泵的軸功率分別為：PB=Q1H1r/102打2PC=QlH2r/102打3兩者之差為：Ap=PB-PC=QlHlH2r/1024也就是說(shuō)，用閥門控制流量時(shí)，有AP功率被損耗浪費(fèi)掉了，且隨著閥門不斷關(guān)小，這個(gè)損耗還要增加。而用轉(zhuǎn)速控制時(shí)，根據(jù)流量Q、揚(yáng)程H、功率P和轉(zhuǎn)速N之間的關(guān)系，有：由（5）式可知，流量Q與轉(zhuǎn)速N的一次方成正比；揚(yáng)程H與轉(zhuǎn)速N的平方成正比；軸功率P與轉(zhuǎn)速N的立方成正比，即功率與轉(zhuǎn)速成3次方的關(guān)系下降。如果不是用關(guān)小閥門的方法,而是把電機(jī)轉(zhuǎn)速降下來(lái)，那么在轉(zhuǎn)運(yùn)同樣流量的

23、情況下，原來(lái)消耗在閥門的功率就可以全避免，從而獲得圖1中BC區(qū)域大小的節(jié)能效果，這就是水泵調(diào)速節(jié)能原理。變頻調(diào)速的基本原理是根據(jù)交流電動(dòng)機(jī)工作原理中的轉(zhuǎn)速關(guān)系：N=60f1s/p6P電機(jī)的極對(duì)數(shù)；由(6)式可知，均勻改變電動(dòng)機(jī)定子繞組的電源頻率f,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。這就是水泵變頻調(diào)速的節(jié)能作用。2水泵變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變頻調(diào)速器的控制可以是自動(dòng)的，也可以是手動(dòng)的。目前，國(guó)內(nèi)在水泵控制系統(tǒng)中使用變頻調(diào)速技術(shù)，大部分是在開環(huán)狀態(tài)下，即人為地根據(jù)工藝或外界條件的變化來(lái)改變變頻器的頻率值，以達(dá)到調(diào)速目的。本水泵變頻調(diào)速控制

24、系統(tǒng)設(shè)計(jì)，根據(jù)工廠生產(chǎn)工藝上所需冷卻水供水要求，考慮若干方面的因素，采用閉環(huán)調(diào)速控制。本水泵變頻調(diào)速控制系統(tǒng)原理框圖如圖2所示。系統(tǒng)主要由四部分組成：(1)控制對(duì)象：電機(jī)功率100kw,額定電流183A;水泵配用功率100kw,流量792m/h,軸功率80.kkw,揚(yáng)程32.3mo(2)變頻調(diào)速器：選用FRN110/P9s4,適配通用電動(dòng)機(jī)功率110kw,額定容量160kVA,額定電流210A。一般用于連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的混合的變頻器容量選擇的基本方法是：變頻器額定輸出電流大于1.1倍電動(dòng)機(jī)的額定電流。(3)壓力測(cè)量變送器(PT):選用DLK100OA/01Mpa。用于控制水管出口壓力，并將壓力信號(hào)變換為42OmA的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，