变频调速技术在水泵控制系统中的应用

马培华

上海凯泉泵业（集团）有限公司乌鲁木齐分公司，新疆乌鲁木齐 830000

变频调速技术在水泵控制系统中的应用

马培华

上海凯泉泵业（集团）有限公司乌鲁木齐分公司，新疆乌鲁木齐 830000

水泵调频是利用调节电机输入电源频率的原理进行调节水泵流量的自动化控制技术，较先前的阀门调节而言，具有节约能源、工作效率高、噪音污染小等特点。本文在此对变频调速技术在水泵控制中的原理和其应用效益进行了分析和论述。

.水泵调频；变频调速技术；水泵控制

随着社会的进步，工业技术得到了快速的发展，在大多数的工业生产、居民生活过程中，水泵得到了广泛的普及和应用。在日常的工业生产或者是生活中，水资源的用量一般会根据实际工业、生活应用环境而定，而传统的水泵对水资源的控制基本上都是横流量控制，显然对于大多水企业或者是社区来说都存在着经济、水资源浪费现象。随着高频电力电子技术的发展，使得电动机及其拖动负载的转速能够根据实际和工作需求的变化而变化，从而有效的降低了能源耗损，目前电频调速技术已经在工业水泵控制中得到了广泛的推广与应用。

1 变频调速原理

电机变频调速可以分为两种情况，一种是交流转直流，最后直流转交流进行调速，另外一种就是交流直接转交流调速，实际工作中应用比较广泛的是前者。该电路主要由回路整流器、电路滤波器、逆变器组成。

回路整流器，该整流器是一个桥式电路，它的作用是将交流电转变为直流电，以此来供电流逆变器使用。

电流滤波器，该电路为LC滤波，当交流电变为直流电后，直流中会存在着一定的交流电，通过该电路可以有效的滤除掉电路中的交流电信号，使回路整流器处理后的交流电更加的平稳。

电流逆变器，电流拟变器的作用是将直流电转换为交流电，其电路也是桥式电路，通过该电路可以有效的条件输出交流电频率，以此来调节电机频率的目的，从而调整电机转速。

2 变频调速设计

变频调速可以分为手动调速和自动调速两种，目前，大部分的水泵调速机制都是在开环条件下通过人为的进行调控电机转速。本文将在此讨论基本的闭环条件的自动调控技术。

系统主要由控制对象、变频调速器、压力测量变速器、调节器等组成。

控制对象由电机（额定功率为150kW，额定电流为180A）、水泵（功率为100kW，流量为800m3/h，扬程35m。

变频调速器，拟定为选用FRN110/P9S-4（额定电流210A），在选择变频调速器时，一般其额定电流应该大于电机额定电流的1.1倍。

压力测量变速器，选用DLK100-OA/0-1MPa。通过使用该压力测试变速器可以有效的测量水管压力，并将压力信号变换为4mA～20mA的标准电信号，输入到控制系统的调节器中。

调节器，系统选用WP～D905，输入电信号4mA～20mA，并输出为PID控制信号。

系统的基本设计逻辑如下：

水泵抽水，流经水管，压力测试器测定当前的水管压力，水管压力与水的流量成正比，相应的压力对应一个流量值，该压力数据会被转变为与之对应的电信号，送到调节器中，调节器根据输入的电信号与当前工业或者生活用水过程中所设定的标准值进行数据比对，如果出现在一定范围以外误差，调节器将其误差数据以及当前电信号传输到变频调速器中，变频调速器根据电信号对输出电源频率进行调整，直接供水泵使用，从而导致电机转速做出相应变动，实现转速调节的作用。

3 调频节能应用

通过实际工作表明，采用调频技术调整水泵电机转速节约能源显著，相对于未采用调频的电机来说，节约能源大概在30%左右，以此带来的节约经济效益大概在年平均10万元左右。

除此之外，由于采用调频控速，电机的电流使用下降，电源的使用频率下降，从而使水泵的使用环境得到了明显的改善，增强了水泵的使用寿命，减少了维修费用。使用调频控制，减少了人工的手动控制开销，避免了使用阀门控制流量而产生的噪音污染，改善了人员的作业环境。

综上所述，变频调速技术应用到水泵控制系统中，除了调速性能好外之外，在节能环保方面的效果也比较显著，在控制方面，各个企业或者是水厂的水量需求都不会相同，通过调频控制技术，可以根据工业或者社会需求进行自行调节设置。目前，推广使用调频技术与电力计算技术相可以有效的提高劳动生产率、降低能耗，这对于现在国家所提倡的绿色环保、节约能源具有重大的现实意义。

[1]谭世海，熊隽迪，李忠芬，冉启阳.变频技术在给水泵节能改造中的应用[J].电机与控制应用，2010，37：34-36.

[2]王占奎.变频调速应用百例[M].北京：科学出版社，1999.

[3]杨林军.变频技术在低加疏水系统中的应用与节能分析[J].电力科学与工程，2006,(1).

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.1674-6708（2011）52-0175-01

马培华，职称：初级，研究方向：机电一体化