浅谈水泵控制系统中的“节能减排”措施

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1、浅谈水泵控制系统中的“节能减排”措施摘要：本文对屮压终端水泵控制系统屮的节能减排措施进行探讨，文中分析了水泵节能的特点、控制中存在的问题及控制策略的选取，并对变频调速节能、控制算法及T程实现等问题作了讨论。关键词：变频器高次谐波轴电流脉宽调制烟气脱硫屮图分类号：TN77文献标识码：A在10KV中压终端配电领域中，各种水泵在工作时都消耗着大量的能源，如何在水泵控制系统中采取节能减排措施，提高工作效率，是摆在我们面前的一项重要任务。电机是水泵机组的主要设备，在大多数供水泵站屮为了节约能源，都普遍采用了各

2、种变频器，以便提高控制系统的能力。（一）水泵在控制系统中应釆取的节能措施：1•变频节能：①变频技术特点：在电磁设计中，对普通异步电动机来说，主要考虑的性能参数是过载能力、启动性能、效率和功率因数。而变频电动机，由于临界转差率反比于电源频率，可以在临界转差率接近1时直接启动，因此，过载能力和启动性能不再需要过多考虑，关键问题是如何改善电动机对非正弦波电源的适应能力。方式一般如下：1）尽可能的减小定子和转子电阻。减小定子电阻即可降低基波铜耗，以弥补高次谐波引起的铜耗增2）为抑制电流中的高次谐波，需适当增

3、加电动机的电感。但转子槽漏抗较大其集肤效应也大，高次谐波铜耗也增大。因此，电动机漏抗的大小耍兼顾到整个调速范围内阻抗匹配的合理性。3）变频电动机的主磁路一般设计成不饱和状态，一是考虑高次谐波会加深磁路饱和，二是考虑在低频时，为了提高输出转矩而适当提高变频器的输出电压。在结构设计屮，主要是考虑非正弦电源特性对变频电机的绝缘结构、振动、噪声冷却方式等方面的影响，一般注意以下问题：1）绝缘等级，一般为F级或更高，加强对地绝缘和线匝绝缘强度，特别要考虑绝缘耐冲击电压能力。2）对电机的振动、噪声问题，要充分考

4、虑电动机构件及整体的刚性,尽力提高其固冇频率，以避开与各次力波产生共振现象。3）冷却方式：一般采用强迫通风冷却，即主电机散热风扇采用独立的电机驱动。4）防止轴电流措施，对容量超过160KW电动机应采用轴承绝缘措施。5）对恒功率变频电动机，当转速超过3000r/min时，应采用耐高温的特殊润滑脂，以补偿轴承的温度升高。②、变频技术原理：随着电力电子技术、微电子技术的惊人发展，采用“专用变频感应电动机+变频器”的交流调速方式，止在引导一场取代传统调速方式的更新换代的变革。使机械自动化程度和生产效率大为提

5、高、节约能源、提高产品合格率及产品质量。由于变频电源的特殊性，以及系统对高速或低速运转、转速动态响应等需求，带来了在电磁、结构、绝缘各方面新的课题。使用此技术节能具有以下优点：a・实现了电机软启动，自山停车。电机通过变频器或软启动从0、50HZ作缓慢加速启动，可减少水泵因突然高速启动所带來的影响，减少了直接启动时电流対电网的冲击。b・提高了功率因数，改善了电机电源质量。c・消除了泵的喘振现象，使泵运行处于最佳工况状态。d・可实现水压自动控制，被调节量得到更平稳的调节。设电动机额定功率为PN,额定转速

6、为nN,转速n时功率为Pt则节能(用功率表示)AP可以表示为：P二PN-(n/nN)3PN二[1-(n/nN)3]PN如取n/nN二2/3,则厶P二0.67PN,这样，节能效果是很明显的。2.抑制谐波的节能措施：在理想的情况下，优质的电力供应应提供具有止弦波形的电压。但是在实际中，供电电压的波形由于某些原因偏离正眩波形。产生谐波的根本原因是由于具冇非线性阻抗特性的电气设备(又成为非线性负荷)供电的结果。这些非线性负荷在工作时间电源反馈高次谐波，导致电压、电流波形畸变。表现为电气设备附加损耗和发热：使

7、同步发电机的额定输出功率降低，转矩降低，变压器温度升高，效率降低，绝缘加速老化，缩短设备使用寿命；降低继电保护、控制以及检测装置的工作精度等。抑制谐波有以下儿点方法：(1)采取脉宽调制(PWM)法采用脉宽调制(PWM)技术，在所需要的频率周期内，将直流电压调制成等幅不等宽的系列交流电压脉冲，这种方法可以大人抑制谐波的产生。(2)增加整流器线路中的脉动数整流器件是电网中的主要谐波源，对于整流器件來说，增加整流脉动数，可以使波形平滑，谐波的产生量减少。在谐波源处吸收谐波电流：这是H前应用最广泛的谐波抑制

8、方法。主要方法冇以下几种：(1)采用无源滤波器加以抑制无源滤波器安装在电力电子设备的交流侧，山L、R、C元件构成谐振冋路，当谐振冋路的谐振频率与某一谐波频率相同或相近时，即可阻止该频率的谐波进入电网。(2)采用冇源滤波器加以抑制利用可控的功率半导体器件，向电网中输入与原有的谐波电流幅度相等相位相反的电流，使电网中的总谐波电流趋向于零，达到实时补偿谐波的目的。(3)通过加装静止无功补偿装置加以抑制在谐波源处并联加装静止无功补偿装置，可以冇效减少波动的谐波量，同时，也可以