APP变频器控制离心试水泵衡压供水.docx

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APP变频器控制离心试水泵衡压供水

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摘要：本文主要是围绕水泵调速原理、方法以及其运行工况等展开较为系统规范的分析和论述，在确保供水工艺流程稳定的基础条件之上，有效的应用变频调速技术能够显著缩减电能损耗，以此来达到降低成本的目的。

关键字：离心试水泵变频调速；应用

作为铁路项目工程中耗能最显著也最关键的设施，离心试水泵的效用价值毋庸置疑。通常情况下，其运行耗电量可占整体的百分之八十到百分之就是。在选型过程中，一般是依据最不利状况下的最大时流量和相应扬程来进行设计规划的，在具体的实践过程中，鉴于受到季节气候和昼夜环境影响，最大供水量和最小供水量之比在0.25~0.6之间，因此就使得除却高峰小时供水外，离心试水泵的运行工况点都和最适宜的工作范畴有一定偏差。

过去的铁路项目基本上都是利用挡板抑或是调节出水阀来对水压和水量进行统筹控制，因此会拥有相对较大的劳动强度，而且阀门的强制节流会导致旋涡冲击的形成，振动和噪声都较为显著，无疑会让泵的损耗大幅度增多。

一、离心试水泵调速的方法

（一）笼型电动机定子调压调速

鉴于转差和定子电压平方之间呈现出反比关系，因而可以以此为切入点，然而鉴于转差损耗会让电压有所下降，因此其实效性较低。

（二）绕线型电动机转子串电阻调速

其实这一结构方法和定义一般，主要是接到星型的三相绕组之上，紧接着和热子轴的集电环相连。虽然能够产生一定的调速效用，然而其调速覆盖范畴较小，加上转差功率会通过热能的形式来加重损耗，进而使得其实效性处于较低水平层次。

（三）液力耦合调速

作为衔接在电动机和水泵、风机间的液力传动设施，液力耦合器的调速功率使用范畴相对而言较为广泛，能够契合不同类别的实际需求。加上其运行维护所需要的成本支出较低，不失会成为一种选择。但是，由于其转差功率损耗问题也较为突出，而且转速和效率之间呈现出正比关系，使得其也有一定弊端。

（四）电磁耦合调速

电磁耦合器基本上是电枢和磁极构成的，并且前者的转速和笼型转速类似，后者的转速则和磁场强度有密切关联。借助对励磁电流的调整，能够让转差率有所变化，继而完成水泵的调速需求。虽然其结构简易，操作便捷，然而其转差突出，转速功率以热能损耗，因此导致其效率水平并不高。

（五）变极调速

假设电源频率确定的情况，那么转子的调速基本上是通过绕组的极对数来明确的。定子内的绕组数目越繁多，那么最终产生的磁场极对数也对应的会更显著，这时转速较慢，通常情况下都会被用作笼型异步电动机。作为一种应用面相对较为多元的调速方法，其较为突出的优势就在于转差功率损耗处于较低水平层次。

（六）晶闸管串极调速

这一调速系统基本上是借助滤波电抗器、逆变变压器和控制电路等构成，并且通过串入附加电势来实现调速需求。可以通过晶闸管逆变器将直流变为交流，并且最终将转差功率反馈到电网。这样一来，能够显著推动其调速效率水平，然而由于其功率因数较低，因此会有“污染”电网的情况出现。

在水泵机组应用的变频转速技术，会对其转速、工况进行必要的调整和完善，以此来适应不同情况下的水量和水压变动。借助闭环压力来对整体控制系统进行调整，确保管网终端的水压条件，让机组能够保持在高效状态下，以此实现节能目标。

二、变频调速原理探讨

变频供水设施基本上是有控制系统、变频器以及传感器等设施部件构成的，主要是结合用水量的变动，对水泵设施电压进行调整，继而完成对供水量和节能的统筹。

离心泵一般都是通过三组相交流移动电动机的运作来完成拖动的，因而在对水泵进行调速时，都需要借助对其他电机转速的有效控制来完成。

交流电动机转速关系n=60f/p（l-s）

式中：供电频率

P-电机极对数

s-转差率（0~3%或0~6%）

通过上述中公式内容可以明确到，转速和供电频率之间呈现出的是正比关系，因此需要尽可能的去调整三相交流电动机的f，继而让电动机n有所变化，相较而言会更为便捷有效。

单单调整电动机频率不会有较为显著的变频特性，倘若电压维持在一定条件下，把频率进行调整，缩减到小于50Hz，那么就会导致电机的气隙磁通（约等于v/f）饱和；反之增会减弱。因此通常情况下，需要同时的对电压和频率进行必要的调整，进而让磁通保持在衡定状态之下。

结合水泵叶轮相似定律及其特例比例律，水泵供水流量Q与电机转速n之间呈现的是正比关系，供水扬程H与n2之间也是呈现的正成正比。依据相关公式内容可以明确，平方转矩负载、电机转速n和供电频率f呈现正比关系，电机消耗功率N与频率比的平方也是正比关系。

因而可以明确，对供电频率f的有效调整可以完成对转速n的调整，进而对水泵功率有更好的把控和调整，实现预期的节点目标。

诸如f=30Hz运转的平方转矩负载，结合相关公式计算可以明确到，Nl/N=(nl/n)3,则：Nl=(nl/n)3*N=(30/50)3*N=21.6%