變頻技術論文2000字
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變頻技術論文2000字篇一
水泵變頻節能技術分析與應用
摘 要：伴隨著我國工業產業快速發展的勢頭，我國的電力行業也取得了飛速的發展，但不容忽視的就是能源的浪費相當的驚人。目前，我國的水泵、風機、空氣壓縮機總量在不斷地上升。但系統實際運行效率卻十分的低，但其損耗的電能在全國總發電量中所占的比重卻是相對較高的。產生這種現象的原因就是許多風機、水泵的拖動電機均處于勻速運轉狀態，但是生產中需要的風、水流量等的要求是處于變工狀況運行;另外許多企業在進行系統的設計時，選擇了容量較大、系統匹配不合理的系統，大量的能源就這樣被造成了浪費。
關鍵詞：水泵;節能;變頻
0 引言
據相關資料顯示，我國的泵類配套電機的耗電量在全國總耗電量中所占的比例在20%左右。但是，泵的實際運行效率確實十分的低下，有的水泵運行效率甚至連30%都達不到，而且，最不容忽視的就是現有的泵對能源造成的浪費確實十分巨大的。所以，在泵行業中采取有效的節能措施是十分有必要的。
1 水泵的節能原理
依據工作的需要，對水泵運行時工況點的流量、位置以及揚程等參數進行合適的調整，就會滿足新的工作需要。水泵的工作點是由管道的阻力曲線R-Q與水泵的性能曲線H-Q的交點來確定的。所以，這兩條曲線中的任意一條的位置或者形狀發生了變化，水泵的工作點位置就會隨之發生變化。因此，從原理上來說，泵工作點的調節是通過改變R-Q曲線或者H-Q曲線來實現的。
如圖所示(圖1)，水泵的管道阻力曲線1同特性曲線3的交點A就是水泵運行時的工況點。利用閥門對其流量進行控制調節時，隨著閥門的關小，流量也會隨之相應的減少，這就使得閥門的摩擦阻力增大。當管道阻力曲線由曲線1移至曲線2時，水泵的運行工況點也由A變成了B，但是揚程卻由He上升至了H2，流量Q由Qe降低到Q1;若進行變速調節，在曲線1保持不變的情況下，泵的特性曲線就取決于轉速的大小，將曲線3移至曲線4的位置，泵的運行工況就從A移至到了C，揚程由He降至H3。
依據下列公式可以求得泵在B點的功率大小，同樣利用上述公式可以求出泵在C點的運行功率大小，而兩點的運行工況只差可以用公式來表示。當我們用閥門對流量進行控制時，有的功率被白白浪費掉了，也就是上圖中的陰影部分所表示的能量。從圖上可以看出，耗能量的大小與閥門的控制大小有著密切的關系。假設，我們不用控制閥門的大小來控制流量，而是換成控制泵的轉動速度，通過實驗我們不難得出隨著泵壓頭的輸出量的不斷降低，閥門上小號的功率是可以避免的。因此，我們在對時常改變運行工況的泵進行調解時，改變泵的運行轉速是一種十分有效的節能方法。
我們可以通過以下公式得出：泵的功率與轉速的立方成正比。假設，將轉速下降1/2，那么功率就會下降1/8。可以說功率同轉速成立方次的降低關系，所以說，降低轉速是快速降低運行功率的一種切實可行的方法。
例如圖2所示的泵的運行效率曲線，因為A、B運行工況點的轉速是相同的，所以A、B兩點會在同一條曲線上，而C點是在轉速調整后的曲線上。由于B、C兩點的流量是相同的，從圖上可以看出B點的運行效率是遠小于C點的運行效率的。這就進一步說明轉速的改變對泵工作效率的改變有著密切的關系。
2 泵類常見的幾種調速方法
正如我們所想的一樣，泵類調速的方法有很多。通過不同層面的比較，我們會得出這么一個結論：變頻調速在這些方法中是綜合性能最好的一種方法。變頻調速自身的低頻轉速、工作效率、動態響應、抗干擾能力等方面的優越性是其它方法無法比擬的。
在國外的泵行業，變頻調節技術發展、應用的非常快。經過大量的實踐證明，應用變頻技術來調節泵的工作，其節能效果是十分顯著的。其主要的優點有以下幾點：
(1)調速范圍廣，其調速范圍通常會到達20：1，而且在調速允許的范圍內均具有較高的調節效率;
(2)調節效率高。如果泵采用變頻調節技術，其節能量相對于之前來說是相當可觀的。可以說變頻調節技術是一種十分高效的調速方法;
(3)對泵的相關調節閥、管道等的使用壽命均有延長的作用，部件的使用壽命延長，相應的就會使部件的維修、更換費用降低，大大減少了人力、物力的投入;
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(4)軟啟動的實現，使得泵在啟動時對電網的沖擊力減小，當泵停止工作時可以實現軟停車，十分有效的防止了水錘現象的出現;
(5)應用變頻調節在一定程度上對噪音的減小有限制作用。
(6)變頻設備一旦發生故障，泵可以立即退出運行，并改為電網直接對其進行供電，這對泵的持續工作不會帶來太多的影響。
3 變頻技術的實際應用
我們以55kw大型水泵為例。對于類似這種運行工況范圍變化較大的泵，我們要采用變頻節能技術對其進行改造。依據其額定功率的大小，選擇水泵專用變頻器、相配套的專用風機對其進行改造。假設我們改造完成后其市場價在三萬元左右。如果按改造后可節約用電量35%來計算的話，一臺每天運行10小時以上的水泵一年可節約用電的費用在四萬元以上，即一臺改造后的水泵可以在不到一年的時間里將成本收回。 所以，運行工況的范圍是相對較大的泵類，采用變頻節能技術改造是十分有必要的。
但是，變頻器調節法不是萬能的。對于自身成本較低的家用或者小型泵站使用的潛水泵等，一般不建議采用這種初投資大、改造復雜的的變頻器節能技術。因為變頻器的價格和水泵本身想比，變頻器的價格遠高于水泵自身的價格，而且不是短期的成本回收期。所以，對于運行工況不經常改變或者運行工況變化范圍小的泵，采用變頻調速節能的技術也不是其降低能耗的最有效方法。
4 變頻調速泵應用時要考慮的因素及目前的行情
4.1 變頻調速泵應用時要考慮的因素。
(1)水泵的工藝特點對調速范圍的影響。
(2)定速泵對調速范圍的影響。
(3)電機效率對調速范圍的影響
4.2 目前的行情
經過大量的市場調研，我國的變頻技術只有在近幾年才有了大幅度的發展。相比于前幾年價格高的變頻技術而言，如今的變頻技術正在向節能、環保、可持續發展的方向改進，而且變頻器的價格也日漸降低，性價比也在不斷提高，這是變頻技術得以推廣的一個重要因素。但是還有一個最不容忽視的問題那就是成本問題，如果能夠研發出價格低廉、性價比高的變頻器，能夠使得變頻器的投資，在短時間內得以將成本收回，相信變頻器的應用會更加的普遍。現在，世界上一些先進國家的變頻技術正在向可靠性能高、功能多樣化、變頻器小型化、抗公害等方面發展。而我國變頻器的市場也在向世界看齊。相信泵變頻調速技術必將會得到廣泛的應用。
5 結束語
變頻技術在水泵行業的大量應用，原因在于其擁有顯著的節能效果、安全可靠的工藝和性能良好的調速效果等優點。現如今的社會，正在向資源節約型、環境友好型的社會轉變，能源的節約是世界廣泛關注的一個問題。把如今的電子電力技術同先進的計算機技術融合起來，形成的節能高科技裝置勢必會得以推廣，而且這對把勞動的生存率升高以及節能減排有著十分重要的意義。
參考文獻：
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[2]汪書蘋，盛明，胡丹.風機泵類高壓變頻改造的節能分析及計算方法[J].電力自動化設備，2011(03).
變頻技術論文2000字篇二
水泵電機變頻調速技術實踐分析
摘 要：近年來，隨著我國工業事業的快速發展，水泵電機在諸多生產設備中得到了廣泛的應用。然而其屬于能耗巨大的設備，為了更好地適應節能降耗的需要，如何在確保其工作效率的基礎上提升其節能降耗性能已成為工業行業必須面臨的問題。文章正是基于這一背景，結合某工業企業的水泵電機變頻調速技術的應用實踐，提出了變頻調速技術在水泵電機中的應用策略。
關鍵詞：水泵電機;變頻調速技術;實踐
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。
參考文獻：
[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.
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