变频器控制在水泵中的应用与节能分析

变频器控制在水泵中的应用与节能分析摘要：水泵是我国资源系统中不可缺少的部分，由于传统水泵运行面临资源过 度消耗的问题，将变频器应用于水泵运行中，以达到节能降耗的效果。本文介绍 了变频器的工作原理，并对比分析了在水泵中应用变频器和使用传统高位水箱的 优劣，对该技术在实际运用阶段的节能问题进行分析，并为今后的相关工作提供 参照。关键词：变频器；水泵；节能0引言水泵在化工工业生产中占有重要地位。据统计，水泵的能耗约占全国发电量 的20%。所以，应对水泵加大投入研究，特别是在节能环保这一要求下要不断的 发展。变频器的出现填补了这一空白，使水泵的控制产生了意想不到的效果，变 频器控制是当前最有效且最具发展前景的调速模式，对提高泵的技术水平、改善 运行条件对节能降耗具有重要意义。1变频器控制水泵运行的工作原理变频器主要控制水泵的工作转速，主要原理和节能模式是在水泵、阀门和管 道构成的管道体系内，水泵克服管道阻力，泵送出水。在无变频器控制的管道系 统，泵的流量通过出口阀调节，水泵须克服阀门和管路两者所形成的阻力;在有变 频器控制的系统中，则全开泵进出口阀门，泵只须克服管路阻力，不受阀门影响， 降低了管道系统对泵的扬程需求。如下图1为水泵调速过程中性能改变的原理。图1水泵调速过程中性能改变原理2变频调速器的组成及优劣性分析2.1变频调速器的硬件构成变频器在水泵应用中，主要通过硬件和软件实现，硬件是指水泵系统中连接 的整体变频器，软件是指变频器各项参数控制。为了实现水泵的节能运行，必须 实现交流与直流的互换，例如:在水泵逆电路时，需要控制为交流，而以整体电路 为背景时，需要交流，如图2所示。图2变频器硬件组成系统图2.2变频器的优劣性分析很多人因为变频器的功耗大，而放弃使用变频器来控制水泵，但其实变频器 控制与传统高水位水箱相比还是有很大优势的。绿色环保、健康无污染、能有 效控制水源的二次污染；可降低投入，减少占地空间，经济效益显著；可 实现全面自动化操作，减少人力成本，具在良好的可靠性；装置使用周期长， 水箱不会产生漏水现象。但是在优势范围之内，存在的劣势也是显而易见的。 变频器工作的时间越长，损耗的电量就越大；需要专业技能人才进行专门的维 护。总体来说，优势远大于劣势。3变频调速泵在水泵并联系统中的应用3.1变频器控制在水泵中的应用节能变频器在水泵的使用中有PID、PLC和模糊3种控制技术可实现节能的目的。 PID控制器即属于比例、积分以及微分控制系统，YTZ电阻远传压力表传输的升降 压信号在此处通过对应的处置即可管控变频器的输出频率。PLC技术是使用微型 计算机，其实际是继电器和CPU的整合产物，通过设置其他模型和使用编程来达 到控制的目的。模糊控制是利用逻辑推理方式来消除模糊量化，属于计算机技术 之后研发出的新式技术，其高性比的方案具有很高的应用价值。变频器在水泵中 是封闭式的，一般是在出水管中安装传感器，采集压力或者流量数据，传输到 PLC控制系统，将其和额定参数进行对比，对比计算之后对变频系统下达命令， 变频系统则调节水泵工作频率，控制泵转动速度，进而控制水泵的工作状态。3.2水泵并联中变频调速泵的运用目前，在水泵中应用变频器进行调速，大多数都是采用并联的方式，多个水 泵并联对其实行调速来控制流量，以满足流量管控要求。但考虑到变频器的市场 成本比较高，多台水泵采用一对一的变频器控制并不经济，因此，只将一台水泵 改为变频调速泵，并联于水泵系统内，其余水泵不变频，保持原来工作状态，也 能较好地实现并联系统的节能目的。该系统的运行原理:在泵并联系统运行的时候， 需优先启动变频调速水泵，流量自0逐渐提升，持续提升到额定的流量。当额定 流量超过变频泵的最大流量时，启动非变频泵，变频调速水泵得到系统信号反馈 后减小转速，使系统输出总流量降到额定要求。同样，如果单一变频调速水泵与 单一普通水泵无法达到系统需求的情况下，开启第二个普通水泵，若依然无法满 足，开启第三个普通水泵，依次下去，直到满足要求为止。当然，根据系统流量 要求的范围不同，还可以选择不同额定流量的泵搭配运行，使系统更经济，原理 图如图3。图3变频器对泵控制调速原理图4变频器的保养工作当前，变频器的更新换代速度更快，性能也持续提升，更多新式产品问世， 且功能非常全面。变频器除了正常的使用外，还需要维护和保养。在现实运用阶 段，由于腐蚀气体、温湿度、震动以及颗粒的不良作用，变频器的性能会出现改 变。如果能科学合理的使用和定期保养，就可降低变频器的故障率，提高其使用 寿命。现在市场上变频器的种类繁多，各型号变频器的维护保养、故障排除等原 理基本是一样的。日常养护和检测工作主要为：检查变频器的工作温度是否超 过25C；观察变频器的显示界面上反映出的输出电压电流以及频率等各类数 据有无异常；散热是否通畅，是否有异味等；定期的检查即断电检查，检 查各种仪表显示是否正确无误。5结束语变频器在水泵中的应用，效益和优势比较明显，有效体现变频器的节能效果， 不论水泵的型号大小，都可以实现节能处理，控制水泵运行成本。在水泵快速发 展的今天，应积极推广变频器的合理使用，在确保水泵性能大幅度提升的同时， 实现高效节能，具备非常广阔的发展前景。参考文献1 张建平.变频器在水泵中的节能应用】J.山西能源与节能，2012(1):45 一 47.2 巩固，刘松.变频调速技术在水泵控制系统的应用】J .山东煤炭科技， 2011(5):36-38.3 孙智慧，李伟.压电振动给料技术及装置的研究进展J.包装与食品机 械，2013，31(3):55-59.刘海山，王祥薇，赵以奎，等.远程调节计量泵的研制】J .流体机械，2014，42(2):50-52.5岳静.变频器在供水系统中的应用J.西安航空技术高等专科学校学报， 2011(1):39-41.