變頻水泵工作原理
時間:2013-7-1 來源:揚子江泵業 瀏覽數:1488
變頻水泵的工作原理簡介 變頻的變頻指的是電機,變頻應該是變頻電機帶動的變頻水泵也就是可調節頻率,變頻電機就是可以調節轉速調節流量,達到節能的目的,還有啟動電流小,維護工作量小的優點。而普通就是用普通電機帶動轉動,即所謂的工頻電機。我們日常用的頻率50Hz,不可調速。調節流量需要通過節流來實現同,所以不節能。 變頻的工作原理 變頻利用改變電源的頻率來改變電機的轉速,從而改變出水量,變頻水泵的轉速決定其出水量的大小。
變頻水泵的變頻節能
由流體力學可知,P(功率)=Q(流量)╳ H(壓力),流量Q與轉速N的一次方成正比,壓力H與轉速N的平方成正比,功率P與轉速N的立方成正比,如果水泵的效率一定,當要求調節流量下降時,轉速N可成比例的下降,而此時軸輸出功率P成立方關系下降。即水泵電機的耗電功率與轉速近似成立方比的關系。例如:一臺水泵電機功率為55KW,當轉速下降到原轉速的4/5時,其耗電量為28.16KW,省電48.8%,當轉速下降到原轉速的1/2時,其耗電量為6.875KW,省電87.5%.
變頻水泵的功率因數補償節能
無功功率不但增加線損和設備的發熱,更主要的是功率因數的降低導致電網有功功率的降低,大量的無功電能消耗在線路當中,設備使用效率低下,浪費嚴重,由公式P=S╳COSФ,Q=S╳SINФ,其中S-視在功率,P-有功功率,Q-無功功率,COSФ-功率因數,可知COSФ越大,有功功率P越大,普通水泵電機的功率因數在0.6-0.7之間,使用變頻調速裝置后,由于變頻器內部濾波電容的作用,COSФ≈1,從而減少了無功損耗,增加了電網的有功功率。
變頻水泵的軟啟動節能
由于電機為直接啟動或Y/D啟動,啟動電流等于(4-7)倍額定電流,這樣會對機電設備和供電電網造成嚴重的沖擊,而且還會對電網容量要求過高,啟動時產生的大電流和震動時對擋板和閥門的損害極大,對設備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節能裝置后,利用變頻器的軟啟動功能將使啟動電流從零開始,大值也不超過額定電流,減輕了對電網的沖擊和對供電容量的要求,延長了設備和閥門的使用壽命。節省了設備的維護費用。
目前市場主要產品為離心泵,是葉片泵一種,亦為應用為廣泛泵型。此種泵工作原理是靠葉輪高速旋轉時葉片撥動液體旋轉,使液體獲離心力而完成水泵輸水過程,這種泵稱為離心泵。其應用領域涉及生活熱水供水、污水排水、工業應用、商業建筑暖通空調循環、冷卻水輸送等各個方面。離心泵是一種重要設備,它運轉需要消耗大量動力!據統計,全世界20%電能是消耗水泵系統上。而事實上,采取必要技術措施及控制手段,其中30%-50%能耗是可以節省下來。
一:定速泵與變速泵:
傳統供熱、空調系統,是按單獨質調節運行方式選擇循環水泵,選泵原則是泵流量不能小于外網所需流量,一般外網理論流量1.1~1.2倍,揚程按管路及用戶總阻力1.05~1.10倍進行選擇,這時對應軸功率已大于100%。可見按定流量運行方式,水泵運行電耗是很大。帶來調節效果十分理想。
水泵按定流量運行方式,當部分負荷狀態下,系統所需流量降低,為適應其流量變化,需減小閥門開度調節以改變系統特性曲線,即消耗多余壓頭,浪費了大量電能!
改變閥門開度完成對水泵運行點調節,我們還可以采用改變泵轉速方法:
由可以看出:當泵轉速改變后泵性能曲線將同時改變,而轉速將隨頻率[Hz]改變而改變。對循環水泵性能分析可知:水泵流量、揚程和軸功率均與水泵葉輪轉速之間存著一定比例關系:
如由此可以看出,水泵揚程與電機轉速平方成正比,水泵軸功率與電機轉速立方成正比。即當水泵流量降低20%時候,電機轉速應降低20%,水泵電耗將降低50%;當水泵流量降低50%時候,電機轉速就降低50%,水泵電耗降低87.5%。當系統需要流量降低時,降低轉速,相應水泵流量降低,水泵軸功率降低,節約電能效果顯著。,采用變速調節,也避免了采用閥門調節時不必要閥門壓頭損耗。
二:速度控制原理:
當流量降低時,控制器將檢測壓力信號(傳感器電機電流或轉速狀態)。此時,控制器將向變頻器發出一個信號,使其降低輸出(較低頻率)直至壓力回到要求水平(設定點)。反之,當流量再次升高時,控制器將檢測到壓力降低。控制器將向變頻器發出一個信號,使其提高輸出(較高頻率)直至壓力回到要求水平(設定點)。
三:變速泵總體效率
通常人們所指泵效率,僅為水泵效率[hp],而嚴格意義上說,我們應該衡量是其總效率:
總體效率[ht]評估要同時考慮電機效率[hm]、水泵效率[hp]和轉化效率[hd]。總體效率是指P1到P4變化。電機效率電機效率等級和電機負荷不同而不同。
技術進步,變頻技術將越來越多被人們認可和應用,配合正確系統設計(如三次泵系統)以及科學選泵配泵,使用戶感受到更高舒適性同時,到更加明顯節能效果。
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