水泵变频节能控制设备发展和探究

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1、水泵变频节能控制设备发展和探究【摘要】水泵是一种输送液体或使液体增压的机械,被广泛应用于供水、土木、建筑、水利、化工、石油、冶金等多个领域，是现代生产与生活必不可少的机械。在水泵中应用变频节能技术，具有极高的经济价值与社会价值。本文就水泵变频节能控制设备发展现状进行了探讨，有利于理清水泵变频节能控制设备发展的不足，更好的把握水泵变频节能控制设备研发方向。【关键词】变频节能；水泵变频；控制设备；发展研究0引言水泵是输送液体或使液体增压的机械，被广泛应用于生产生活的各个领域，包括城市供水、污水系统、土木建筑、农田水利、石油化工、矿山冶金、轻工业等，在国民经济生产与人民生活中起着极为

2、重要的作用。水泵的性能参数有流量、吸程、扬程、轴功率、水功率、效率等，不同的应用场所对水泵的要求不同。同时，由于液体输送或液体增压需求呈现出一定的随机性，在传统应用中往往取最大液体输送量或最大液体增加量来选择水泵，造成水泵长期存在较大余量，不仅使得水泵效率低下且造成大量能源浪费。水泵变频节能控制设备即是均匀改变水泵工作频率，根据实际需求调节水泵能力以降低能源消耗的一类设备。1水泵变频节能控制设备发展现状1.1早期水泵变频节能控制设备在早期，水泵变频节能控制设备主要采用交变频技术,应用交变频节能控制设备，水泵主电路开关器一直处于自然断开状态不存在换流问题，因此通常采用晶闸管来实现

3、变频节能功能。目前，交变频节能控制设备的技术较为成熟，在国内还在很多领域广泛应用。采用这类技术，水泵变频节能控制设备需要大量晶闸管，系统结构复杂、维护较为困难，同时这类系统采用移相控制，功率因数较低，往往还需要进行无功补偿和加设滤波装置，性价比不高，正渐渐退出实践应用领域。1.2中压变频节能控制中压变频节能控制设备也是较早出现的一种控制技术,这种技术采用交一直一交变频模式，虽然实质上还是一种低压变频技术，但在电网和水泵两端则是高压，仅只在中间环节采用低压的方式，不过这种方式依然存在结构复杂、电流大、可靠性差的问题，不过技术较为成熟，在一定程度上替代了早期的交变频节能控制设备，还

4、在被广泛使用。近年来,随着直接中压变频技术的发展，消除了传统交直中压变频节能技术的低压环节，成为当前变频节能控制设备发展的主流，正逐步取代传统变频节能控制设备。1.3逆变器控制技术在早期水泵变频节能控制设备中，多采用MOSET、GTR、GTO等自关断元件作为逆变器元件，其中以GTR应用较为普遍。不过，GTR在成本、输出谐波、变频节能策略等方面，越来越不能适应水泵变频节能的需要，一种新型晶体管一一IGBT被研发出来并迅速推广，IGBT全称为绝缘栅双极晶体管，是电压型双极复合元器件，具有MOSET和GRT的优点，在变频损耗、变频速度、输入阻抗、电流容量、稳定性方面都具有极高的水平，

5、是一种低想的变频节能控制元器件，能广泛应用于大、中、小功率范围的变频器之中，正迅速取代传统变频节能控制设备，成为变频节能控制设备应用的主流。2水泵变频节能控制设备发展方向2.1模块化模块化是未来水泵变频节能控制设备发展的主要方向。目前水泵变频节能控制设备模块化水平还远远不足，仅有一些企业推出了模块化变频节能控制器，而且模块化程度还不高。变频节能控制设备模块化，有利于降低变频节能控制设备生产成本，提高产品适应能力，提高产品的功能拓展能力。当前，水泵变频节能控制设备已经有了模块化发展的趋势，并有了相应的研究成果，在未来还将不断提升水泵变频节能控制设备的模块化水平，构建起主控模块、扩

6、展模块、功率模块等为一体的变频节能控制设备模块化体系，根据用户需求灵活的选择主控模块、功能模块、扩展模块进行组合，并且满足用户在生产过程中需求发生变化时的适应能力，这既能有效降低水泵变频节能设备的生产成本，也能有效降低期使用成本。2.2集成化目前，水泵变频节能控制设备容量越来越大，体积越来越小，性能越来越高，尤其随着微电子技术与半导体技术的发展，变频节能控制设备正向多功能化、集成化方向发展，不断突破传统变频节能控制设备的领域。尤其是AISC的应用技术和应用水平的不断提升，变频节能控制设备的控制算法更为先进，能进行更多的性能扩充。此外，在实践应用中,用户的需求也在不断变化，这也将

7、推动变频节能控制设备集成化发展，与信息技术、通讯技术、微电子技术等紧密结合,发展出功能更为丰富的变频节能控制设备。如西门子公司在近年就提出了全集成自动化平台概念，将通讯、设计、数据管理集成为一体，在变频节能控制设备中集成变频器、伺服装置、控制器、通讯装置，并嵌入全集成自动化系统模式构建起驱动系统、通讯系统、数据管理系统为一体，内置多种应用软件的集成化变频节能控制设备。2.3智能化当前，变频节能控制设备已经有了智能化的倾向，出现了可利用PC机完成频率设定、参数设定、状态给定、在线监测、远程诊断