詳解：變頻器在供水泵站節能降耗中的應用

jinnianlai
，suizhejingjijianshedebuduanfazhan，xuduochengshibudebuxianshuixiandian
，yinci，guojiameinianchujuzijinxingdaguimojichusheshijianshe。duiyugongshuibengzhaneryan
，muqianjuedaduoshucunzaishebeichenjiu
，gongyijigongdianshebeilaohua，zidonghuashuipingdixia，shuihao、藥耗、材cai耗hao嚴yan重zhong等deng情qing況kuang。為wei此ci
，供gong水shui泵beng站zhan的de降jiang耗hao節jie能neng工gong作zuo已yi到dao了le刻ke不bu容rong緩huan的de地di步bu。變bian頻pin調tiao節jie是shi現xian代dai一yi種zhong先xian進jin的de高gao效xiao節jie能neng技ji術shu
，它ta集ji電dian力li電dian子zi技ji術shu和he計ji算suan機ji技術於一身，可以很好的在供水泵站中實現節能降耗的目標。

1 變頻器的組成

一yi般ban家jia用yong或huo工gong廠chang電dian氣qi設she備bei多duo采cai用yong交jiao流liu電dian源yuan
，但dan這zhe些xie設she備bei的de控kong製zhi部bu分fen也ye少shao不bu了le要yao采cai用yong直zhi流liu電dian。把ba交jiao流liu變bian為wei直zhi流liu稱cheng為wei整zheng流liu，把ba直zhi流liu變bian為wei交jiao流liu稱cheng為wei逆ni變bian，用yong於yu逆ni變bian的de裝zhuang置zhi稱cheng為wei逆ni變bian器qi，逆ni變bian器qi是shi變bian頻pin器qi的de核he心xin部bu件jian

，如ru圖tu1。

變頻器是由主回路和控製回路兩部分組成的。

主回路由整流器(整流模塊)、濾波器(濾波電容)和逆變器(大功率晶體管模塊)三個主要部件構成。控製回路由單片機、驅qu動dong電dian路lu和he光guang隔ge離li電dian路lu組zu成cheng。主zhu回hui路lu各ge點dian的de波bo形xing，除chu輸shu入ru電dian壓ya外wai
，均jun不bu是shi光guang滑hua的de正zheng弦xian波bo。輸shu入ru電dian流liu為wei雙shuang脈mai衝chong波bo，輸shu出chu電dian壓ya為wei方fang波bo
，輸shu出chu電dian流liu為wei含han有you多duo種zhong高gao次ci諧xie波bo的de正zheng弦xian波bo。

muqianxinxingbianpinqiyibandoudaiyoutongxinjiekou，keyishixianshangweijiduibianpinqidetongxingongneng，kejiangshangweijideyunxingzhilingxiada，yekejiangbianpinqideyunxingzhuangtaishangchuan。zaixuyaogaojingdukongzhishi，kejiangfankuixinhaofankuidaobianpinqi，gouchengbihuanxitong。

2 變頻器的控製

在風機、水泵等機械的節能運轉中應用的變頻器采用VVVF控製即恒U/f控製。就是在改變頻率的同時控製變頻器的輸出電壓，使電動機的磁通保持一定，在較寬的範圍內電動機的轉矩、效率、功率因數不下降。因為是控製電壓U和頻率f的比所以稱為恒U/f控製。變頻器與電動機的對應關係見圖2。

在(zai)進(jin)行(xing)電(dian)機(ji)調(tiao)速(su)時(shi)，通(tong)常(chang)要(yao)考(kao)慮(lv)的(de)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)因(yin)素(su)是(shi)希(xi)望(wang)保(bao)持(chi)電(dian)機(ji)中(zhong)每(mei)極(ji)磁(ci)通(tong)量(liang)為(wei)額(e)定(ding)值(zhi)，並(bing)保(bao)持(chi)不(bu)變(bian)。在(zai)交(jiao)流(liu)異(yi)步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)中(zhong)，磁(ci)通(tong)是(shi)定(ding)子(zi)和(he)轉(zhuan)子(zi)磁(ci)勢(shi)合(he)成(cheng)產(chan)生(sheng)的(de)。三(san)相(xiang)異(yi)步(bu)電(dian)動(dong)機(ji)的(de)電(dian)動(dong)勢(shi)有(you)效(xiao)值(zhi)是(shi)Eg=4.4f1N1K1Φm，其中Eg是氣隙磁通在定子繞組的感應電動勢，單位是V;f1為定子頻率，單位是Hz;N1是定子每相繞組串聯匝數;K1為繞組係數;Φm為每極氣隙磁通，單位是Wb。由此可知，隻要控製好Eg和f1，便可以達到控製磁通Φm的目的。若忽略定子壓降，則繞組外電壓U1≈Eg，U1/f1=4.4N1K1Φm
，因此，變頻器要維持磁通隻要使U1與f1成比例即可。

3 變頻器在供水泵站節能降耗中的應用

在zai自zi來lai水shui供gong應ying中zhong
，由you於yu用yong戶hu對dui水shui量liang需xu求qiu的de變bian化hua，管guan道dao中zhong自zi來lai水shui的de流liu量liang和he壓ya力li是shi在zai不bu斷duan變bian化hua的de，如ru果guo壓ya力li過guo高gao會hui導dao致zhi管guan線xian設she備bei的de負fu荷he過guo重zhong，甚shen至zhi引yin起qi爆bao管guan事shi故gu;如(ru)壓(ya)力(li)太(tai)低(di)則(ze)會(hui)導(dao)致(zhi)部(bu)分(fen)用(yong)戶(hu)水(shui)量(liang)不(bu)足(zu)甚(shen)至(zhi)大(da)麵(mian)積(ji)停(ting)水(shui)。為(wei)了(le)將(jiang)壓(ya)力(li)維(wei)持(chi)在(zai)一(yi)定(ding)的(de)範(fan)圍(wei)內(nei)，自(zi)來(lai)水(shui)公(gong)司(si)所(suo)屬(shu)的(de)泵(beng)站(zhan)和(he)水(shui)廠(chang)大(da)都(dou)在(zai)調(tiao)度(du)中(zhong)心(xin)的(de)指(zhi)揮(hui)下(xia)采(cai)用(yong)開(kai)啟(qi)或(huo)關(guan)閉(bi)水(shui)泵(beng)的(de)方(fang)法(fa)來(lai)調(tiao)節(jie)管(guan)道(dao)壓(ya)力(li)。但(dan)對(dui)於(yu)有(you)些(xie)需(xu)要(yao)恒(heng)定(ding)水(shui)壓(ya)的(de)地(di)區(qu)，如(ru)居(ju)民(min)小(xiao)區(qu)的(de)增(zeng)壓(ya)泵(beng)站(zhan)等(deng)，供(gong)水(shui)量(liang)隨(sui)時(shi)間(jian)的(de)變(bian)化(hua)很(hen)大(da)，采(cai)用(yong)該(gai)方(fang)法(fa)來(lai)調(tiao)節(jie)水(shui)壓(ya)就(jiu)顯(xian)得(de)比(bi)較(jiao)費(fei)力(li)。為(wei)實(shi)現(xian)恒(heng)壓(ya)供(gong)水(shui)，這(zhe)些(xie)泵(beng)站(zhan)均(jun)采(cai)用(yong)了(le)變(bian)頻(pin)器(qi)。

下麵以某小區的泵站為例，簡述變頻器的應用。

該泵站共有4台水泵，每台電機的容量為50kW，其中3台工作
，1台備用。具體要求如下：

3台水泵分別可以調速和定速運行，變頻器隻能作1台電機的變頻電源。故各台電機的啟動

、停止必須互相聯鎖，以保證可靠切換。

兩台以上的水泵工作時
，1台由變頻器供電，其餘由工頻供電，其運行有互鎖控製。

當水壓低於設定值(目前設為250kPa)時，1台水泵啟動采用變頻器調速
，直至達到定值
，如1台電動機全速運行(工頻狀態)yalirengrandabudaoyaoqiu，zegaishuibengqiehuanzhigongpingongdian，diertaishuibengqidong，youbianpinqitiaojiezhuansu，zhizhidadaoyaoqiu
，ruhaidabudaoyaoqiuzeqidongdisantaishuibeng。yaligaoshizefanzhi。

該泵站采用日本富士公司生產的FRENIC5000係列變頻器，主回路采用大功率晶體管模塊，用單片計算機控製。

采用變頻器後，啟動電流小於1.5beiedingdianliu，shixianruanqidong，dianjideqidongtexingdedaomingxiangaishan。tongguobianpinqishixianbihuankongzhi
，youyuzaizhengchangqingkuangxiawuxurengongganyushuibengyunxing，kedadajiangdizhibanrenyuandelaodongqiangdu

，shenzhikeshixianwurenzhishou。

bianpinqihaikeyongyubengzhandeercijialvshebei。yipuweibengzhanguanlisuotuoguandebeiqubengzhanweili
，gaibengzhancaiyongdeguopuluomingtegongsishengchandejiliangbengjinxingcilvsuannadejiazhu。gaijiliangbengtongguoshoudongxuanzhuantiaojiexuanniulaishixianjiazhuliangdekongzhi
，tiaojiejiazhuliangshifenmafan。jingguogaizao，jiazhuangle1台施耐德公司生產的PLC和富士公司生產的變頻器。控製原理如下：餘氯儀將水中的餘氯值轉換為4～20mA模擬量信號傳遞給PLC
，PLC據此通過變頻器來控製次氯酸鈉的加注量，形成閉環控製。目前浦威泵站管理所共有7個ge泵beng站zhan裝zhuang有you類lei似si的de計ji量liang泵beng，都dou采cai用yong人ren工gong至zhi現xian場chang調tiao節jie
，如ru采cai用yong新xin型xing帶dai有you模mo擬ni量liang控kong製zhi的de計ji量liang泵beng則ze需xu要yao很hen高gao的de費fei用yong，如ru采cai用yong變bian頻pin器qi控kong製zhi則ze隻zhi需xu較jiao少shao的de費fei用yong即ji可ke實shi現xian遠yuan距ju離li控kong製zhi。

變頻器的合理運用
，還可降低能耗。以某泵站的3#機組為例
，2007年使用變頻器改造後在平均揚程為39kPa的情況下，平均電耗由原來的59.69kWh降到39.86kWh;2008年度運行4266小時，節約電量84595kWh;2009年度運行4280小時
，節約電量84872kWh;2010年度運行4270小時
，節約電量84674kWh。

由此可見，水泵采用交流變頻調速技術後

，控製係統的穩定性
、經濟性和可靠性明顯提高，控製偏差小於1%，各參數波動幅值小
，泵的出口壓力降低
，揚程下降
，節能效果明顯。

4 變頻器的維護

為使變頻器能長期可靠的連續運行，防患於未然，應進行日常檢查和定期檢查維護。

日常檢查可不卸下外蓋，通電和啟動後，目測變頻器的運行狀況
，確認無異常情況。通常應注意：鍵盤麵板顯示是否正常;有無異常的噪聲、振動和氣味;有沒有過熱或變色等異常情況;周圍環境是否符合規範。

dingqijianzhayaoqieduandianyuan
，tingzhiyunxingbingxiexiabianpinqidewaigai。youyubianpinqineiyoujiaodarongliangdedianrongqi，bixuchongfenfangdianhoucainengkaishijianzhagongzuo。zhuyaojianzhaweihuxiangmuyou：①周圍環境是否符合規範;②主電路


、控製電路電壓是否正常;③顯示麵板是否清楚，有無缺少字符;④框架結構件有無鬆動，導體、導線是否破損;⑤濾波電容器是否漏液
，電容量是否降低;⑥電阻、電抗、繼電器、接觸器等接線是否鬆動或斷線;⑦電路板有無鏽蝕、斷裂等;⑧冷卻風扇是否正常和通風口是否通暢。

結語

zongzhi，bianpinqideyoudianshifenmingxian

，zaigongshuibengzhanshangyunxingbujinanquankekao
，haimanzuyongshuiliangsuishibianhuadexuyao，juyoumingxiandejienengjianghaozuoyong。zhiyaojiaqiangrichangdeweihubaoyang，bianpinqizaigongshuibengzhanjienengjianghaozhongdejingjixiaoyiheshehuixiaoyihaishishifenxianzhede。