变频水泵工作原理.doc

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1、变频水泵的变频节能由流体力学可知，P（功率）=Q（流量）╳(P.

2、(B#b7C/N"R1G&hH（压力），流量Q与转速N的一次方成正比，压力H与转速N的平方成正比，功率P与转速N的立方成正比，如果水泵的效率一定，当要求调节流量下降时，转速N可成比例的下降，而此时轴输出功率P成立方关系下降。即水泵电机的耗电功率与转速近似成立方比的关系。例如：一台水泵电机功率为55KW，当转速下降到原转速的4/5时，其耗电量为28.16KW，省电48.8％，当转速下降到原转速的1/2时，其耗电量为6.875KW，省电87.5％.变频水泵的功率因数补偿节能无功功率不但增

3、加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，由公式P=S╳COSФ，Q=S╳SINФ，其中S－视在功率，P－有功功率，Q－无功功率，COSФ－功率因数，可知COSФ越大，有功功率P越大，普通水泵电机的功率因数在0.6-0.7之间，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，COSФ≈1，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。变频水泵的软启动节能由于电机为直接启动或Y/D启动，启动电流等于（4-7）倍额定电流，这样会对机电设备和供电电网造成严重的冲击，而且还会

4、对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。节省了设备的维护费用。浅谈水泵选型及调速3U+Q(V!z8{6M1引言根据gbj13-86室外给水设计规范，取水泵站选泵设计时应考虑供水保证率达到90~99%[1]的最低原水水位和泵站供水规模的最大出水量。然而由于自然界的规律，我国冬季12~3月为河流的枯水期，届时江河水位最低，水泵所需的静扬程

5、高，泵站供水量小，如图1、2中a点所示;7~9月夏季高峰供水时，江河水位由于丰水期的来临而上升，虽然泵站供水量增大了不少，但水泵的静扬程有所下降，如图1、2中b点所示。室外给水设计规范依据的最大供水量和最低水位这两个因素存在着明显的季节差异，同时出现的概率很小，照搬教条按规范设计的取水泵站的扬程和流量参数选择会非常不合理，造成泵站绝大部分时间的实际运行工况与设计参数存在较大的差别，运行能耗和基建投资的浪费较大[2]。但若只考虑正常年份的水位水量变化而不按规范要求设计，万一在夏季高峰供水时出现干旱，江河水位下降至最低，而此时供水量又要求最大;或冬季枯

6、水期时由于某种特殊情况而需要最大供水量，如图1、2中c点所示，那么投资巨大的取水泵站将不能发挥应有的作用。4y%a,~*]!L#D)O;[8b+v8~2水位、水量的变化以及存在问题以南京地区的长江水位变化为例，夏季丰水期平均高水位为9.50m(吴淞标高，下同)。冬季枯水期平均低水位为2.50m，而设计时考虑的极限低水位1.42m，几乎很难出现。一年中供水量较大的时间集中在7、8、9月份，此时江河的水位较高，而低水位时的12、1、2、3月份需水量比较少。在很多场合，设计人员往往偏重考虑安全供水因素，一般都按规范要求进行选泵设计，即按供水保证率达到90

7、~99%[1]的最低取水水位和泵站供水规模的最大出水量(图1、2中c点工况)设计。水厂反应池标高是恒定的，但江河水位随季节更迭而变化且幅度比较大时，水泵的静扬程也发生较大的变化。理想状态的设计认为可以做到仅靠调节水泵并联运行台数来适应实际运行中的流量、扬程的变化，如图1、2中a、b、c点所示。但据笔者调查大多数的取水泵站需要调节管路阀门的开度配合水泵并联运行台数的增减来适应流量及扬程的变化.如图3中a1，b1点所示，那么a1-a,b1-b之间剩余扬程的能量消耗在阀门上，长年累月能量的浪费是十分惊人的。!x6]#P0X;U&h图1江河枯/丰水期水位变

8、化及冬/夏季源水泵站供水量变化1图2江河枯/丰水期水位变化及冬/夏源水泵站供水量变化2图3大多数泵站的实际工况曲线3V7s?(B3w因此按百年一遇(即供水保证率90~99%)的极限低水位和最大供水量来选择水泵的取水泵站肯定会出现闲置的水泵台数较多，水泵绝大部分时间不在工况点运行而需依靠关小阀门开度来调节。大量闲置的固定资产和日常运行的高能耗使取水泵站的经济性无从谈起。-Y/n)E:I6D1u8E"S9y3经济性水泵选型和调速设计的原则水泵额定数据是对应于水泵效率最高点的各项参数，在该点左右两侧不低于最高效率10%的一定范围内，都属于效率较高的区段[

9、3]。最理想的设计方案应该是泵站的流量、扬程变化范围在所选水泵的高效区内，但实际上不一定能选择到满足理想条件的水泵。而且在