變頻調速在水泵調速節能中的應用
變頻調速在水泵調速節能中的應用
根據我國水泵、風機負載應用變頻調速的實踐經驗，為了合理有效地應用變頻調速技術，國家標準GB/T21056-2007《風機、泵類負載變頻調速節電傳動系統及其應用技術條件》中規定了技術要求和應用條件。
1、泵類、風機的運行工況點偏離高效區。
2、壓力、流量變化幅度較大，運行時間長的系統。
(1)中低流量變化類型的風機、泵類負載機全流量間歇類型的風機、泵類負載運行工況點應符合下列要求：
流量變化幅度不小于30%、變化工況時間率不小于40%、年總運行時間不小于3000h。
流量變化幅度不小于20%、變化工況時間率不小于30%、年總運行時間不小于4000h。
流量變化幅度不小于10%、變化工況時間率不小于30%、年總運行時間不小于5000h。
(2)流量在額定流量的90%以上變化時，風機、泵類負載不宜用變頻調速裝置。
(3)使用擋板、閥門截流以及普通分流等方法調節流量的系統。變頻器用于水泵的調速節能時，其容量Pv可按下列公式計算確定：
或
式中：n1，nn為電動機變頻式高轉速及電動機本身的額定轉速；
Pv，Pn為轉速為n及nn時泵或風機的軸功率；
ηd，ηv為電動機及變頻裝置在電動機轉速為nn時的效率。
從式中(11-6)可以看出，變頻器電容量與電動機變頻時的高轉速的三次方成正比。因此，若選擇較低的電動機變頻式的高轉速值，則可以大大降低變頻器的容量，從而可以大大降低變頻器的初投資。如若選定電動機變頻時的高轉速為電動機額定轉速的80%，在電動機額定轉速的80%~100%時，由閥門或其他調節方式進行調節，則此時變頻器的容量指需要電動機變頻到100%額定轉速容量的0.8³=0.512倍就夠了。因此，在國外有些鍋爐送引風機采用變頻調速時，變頻調速的范圍只在電動機額定轉速的30%~80%內進行；超過這一范圍，即在80%~100%時，有工頻電源供電，并采取入口導葉調節工況。
圖11-8為典型的電流型、PWM型及電壓型變頻調速電動機的變頻器效率ηv、綜合效率ηz及電源功率因數
特性的實測值。
由于變頻調速在寬的轉速范圍內都具有較高的調速效率，對電動機及電源會此時種種不良影響。但若采用PWM(脈沖寬度調制)型變頻器或采用多重化技術的電流型變頻器，則這個問題可以得到大大改善。
由于變頻調速在寬的轉速范圍內都具有高的調速效率，所以是一種很有發展前途的調速方式。在國外一些先進國家，如德國、日本等，在泵的調節方面以普遍應用變頻調速，并已應用到火力發電廠的鍋爐給水泵的變速調節上。在國內，目前已有多家企業生產中小型容量變頻調速裝置產品，如電機廠、天津電氣傳動設計研究所等。
由于當前變頻調速技術的日趨完善，其性能價格比的逐步提高，目前正在火力發電廠的中小型容量的泵和風機上逐步得到推廣和應用。