变频技术论文2000字
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变频技术论文2000字篇一
水泵变频节能技术分析与应用
摘 要：伴随着我国工业产业快速发展的势头，我国的电力行业也取得了飞速的发展，但不容忽视的就是能源的浪费相当的惊人。目前，我国的水泵、风机、空气压缩机总量在不断地上升。但系统实际运行效率却十分的低，但其损耗的电能在全国总发电量中所占的比重却是相对较高的。产生这种现象的原因就是许多风机、水泵的拖动电机均处于匀速运转状态，但是生产中需要的风、水流量等的要求是处于变工状况运行;另外许多企业在进行系统的设计时，选择了容量较大、系统匹配不合理的系统，大量的能源就这样被造成了浪费。
关键词：水泵;节能;变频
0 引言
据相关资料显示，我国的泵类配套电机的耗电量在全国总耗电量中所占的比例在20%左右。但是，泵的实际运行效率确实十分的低下，有的水泵运行效率甚至连30%都达不到，而且，最不容忽视的就是现有的泵对能源造成的浪费确实十分巨大的。所以，在泵行业中采取有效的节能措施是十分有必要的。
1 水泵的节能原理
依据工作的需要，对水泵运行时工况点的流量、位置以及扬程等参数进行合适的调整，就会满足新的工作需要。水泵的工作点是由管道的阻力曲线R-Q与水泵的性能曲线H-Q的交点来确定的。所以，这两条曲线中的任意一条的位置或者形状发生了变化，水泵的工作点位置就会随之发生变化。因此，从原理上来说，泵工作点的调节是通过改变R-Q曲线或者H-Q曲线来实现的。
如图所示(图1)，水泵的管道阻力曲线1同特性曲线3的交点A就是水泵运行时的工况点。利用阀门对其流量进行控制调节时，随着阀门的关小，流量也会随之相应的减少，这就使得阀门的摩擦阻力增大。当管道阻力曲线由曲线1移至曲线2时，水泵的运行工况点也由A变成了B，但是扬程却由He上升至了H2，流量Q由Qe降低到Q1;若进行变速调节，在曲线1保持不变的情况下，泵的特性曲线就取决于转速的大小，将曲线3移至曲线4的位置，泵的运行工况就从A移至到了C，扬程由He降至H3。
依据下列公式可以求得泵在B点的功率大小，同样利用上述公式可以求出泵在C点的运行功率大小，而两点的运行工况只差可以用公式来表示。当我们用阀门对流量进行控制时，有的功率被白白浪费掉了，也就是上图中的阴影部分所表示的能量。从图上可以看出，耗能量的大小与阀门的控制大小有着密切的关系。假设，我们不用控制阀门的大小来控制流量，而是换成控制泵的转动速度，通过实验我们不难得出随着泵压头的输出量的不断降低，阀门上小号的功率是可以避免的。因此，我们在对时常改变运行工况的泵进行调解时，改变泵的运行转速是一种十分有效的节能方法。
我们可以通过以下公式得出：泵的功率与转速的立方成正比。假设，将转速下降1/2，那么功率就会下降1/8。可以说功率同转速成立方次的降低关系，所以说，降低转速是快速降低运行功率的一种切实可行的方法。
例如图2所示的泵的运行效率曲线，因为A、B运行工况点的转速是相同的，所以A、B两点会在同一条曲线上，而C点是在转速调整后的曲线上。由于B、C两点的流量是相同的，从图上可以看出B点的运行效率是远小于C点的运行效率的。这就进一步说明转速的改变对泵工作效率的改变有着密切的关系。
2 泵类常见的几种调速方法
正如我们所想的一样，泵类调速的方法有很多。通过不同层面的比较，我们会得出这么一个结论：变频调速在这些方法中是综合性能最好的一种方法。变频调速自身的低频转速、工作效率、动态响应、抗干扰能力等方面的优越性是其它方法无法比拟的。
在国外的泵行业，变频调节技术发展、应用的非常快。经过大量的实践证明，应用变频技术来调节泵的工作，其节能效果是十分显著的。其主要的优点有以下几点：
(1)调速范围广，其调速范围通常会到达20：1，而且在调速允许的范围内均具有较高的调节效率;
(2)调节效率高。如果泵采用变频调节技术，其节能量相对于之前来说是相当可观的。可以说变频调节技术是一种十分高效的调速方法;
(3)对泵的相关调节阀、管道等的使用寿命均有延长的作用，部件的使用寿命延长，相应的就会使部件的维修、更换费用降低，大大减少了人力、物力的投入;
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(4)软启动的实现，使得泵在启动时对电网的冲击力减小，当泵停止工作时可以实现软停车，十分有效的防止了水锤现象的出现;
(5)应用变频调节在一定程度上对噪音的减小有限制作用。
(6)变频设备一旦发生故障，泵可以立即退出运行，并改为电网直接对其进行供电，这对泵的持续工作不会带来太多的影响。
3 变频技术的实际应用
我们以55kw大型水泵为例。对于类似这种运行工况范围变化较大的泵，我们要采用变频节能技术对其进行改造。依据其额定功率的大小，选择水泵专用变频器、相配套的专用风机对其进行改造。假设我们改造完成后其市场价在三万元左右。如果按改造后可节约用电量35%来计算的话，一台每天运行10小时以上的水泵一年可节约用电的费用在四万元以上，即一台改造后的水泵可以在不到一年的时间里将成本收回。 所以，运行工况的范围是相对较大的泵类，采用变频节能技术改造是十分有必要的。
但是，变频器调节法不是万能的。对于自身成本较低的家用或者小型泵站使用的潜水泵等，一般不建议采用这种初投资大、改造复杂的的变频器节能技术。因为变频器的价格和水泵本身想比，变频器的价格远高于水泵自身的价格，而且不是短期的成本回收期。所以，对于运行工况不经常改变或者运行工况变化范围小的泵，采用变频调速节能的技术也不是其降低能耗的最有效方法。
4 变频调速泵应用时要考虑的因素及目前的行情
4.1 变频调速泵应用时要考虑的因素。
(1)水泵的工艺特点对调速范围的影响。
(2)定速泵对调速范围的影响。
(3)电机效率对调速范围的影响
4.2 目前的行情
经过大量的市场调研，我国的变频技术只有在近几年才有了大幅度的发展。相比于前几年价格高的变频技术而言，如今的变频技术正在向节能、环保、可持续发展的方向改进，而且变频器的价格也日渐降低，性价比也在不断提高，这是变频技术得以推广的一个重要因素。但是还有一个最不容忽视的问题那就是成本问题，如果能够研发出价格低廉、性价比高的变频器，能够使得变频器的投资，在短时间内得以将成本收回，相信变频器的应用会更加的普遍。现在，世界上一些先进国家的变频技术正在向可靠性能高、功能多样化、变频器小型化、抗公害等方面发展。而我国变频器的市场也在向世界看齐。相信泵变频调速技术必将会得到广泛的应用。
5 结束语
变频技术在水泵行业的大量应用，原因在于其拥有显著的节能效果、安全可靠的工艺和性能良好的调速效果等优点。现如今的社会，正在向资源节约型、环境友好型的社会转变，能源的节约是世界广泛关注的一个问题。把如今的电子电力技术同先进的计算机技术融合起来，形成的节能高科技装置势必会得以推广，而且这对把劳动的生存率升高以及节能减排有着十分重要的意义。
参考文献：
[1]宋春霞.变频调速技术在泵、风机上的节能应用分析[J].犁教育学院学报，2004(02).
[2]汪书苹，盛明，胡丹.风机泵类高压变频改造的节能分析及计算方法[J].电力自动化设备，2011(03).
变频技术论文2000字篇二
水泵电机变频调速技术实践分析
摘 要：近年来，随着我国工业事业的快速发展，水泵电机在诸多生产设备中得到了广泛的应用。然而其属于能耗巨大的设备，为了更好地适应节能降耗的需要，如何在确保其工作效率的基础上提升其节能降耗性能已成为工业行业必须面临的问题。文章正是基于这一背景，结合某工业企业的水泵电机变频调速技术的应用实践，提出了变频调速技术在水泵电机中的应用策略。
关键词：水泵电机;变频调速技术;实践
在现代工业企业中，水泵是一项十分重要的工业生产设备，而水泵电机又是整个水泵工作的动机，其在为我们创造经济效益的同时也带来了巨大的能量消耗，传统的水泵电机往往具有能耗大、污染大的特点，而这与低碳、环保、节能、绿色的发展理念是背道而驰的。所以作为工业企业必须对其进行有效的改进和优化，而加强变频调速技术的应用则更有效的满足这一理念，所以必须加强对其的应用。
1 某工业企业水泵电机节能现状分析
该企业属于中小型企业，主要从事磨具半成品加工，每天企业内需要使用的水为12m?，而为了应对自来水供水不足，企业在厂区内设置了蓄水池、污水处理池各一个，每天泵入水量所消耗的电能为企业总耗电量的5%，但是水泵电机占据了这5%电量的95%，属于高能耗的水泵电机，因此企业每年的电能消耗居高不下，在企业节能改造过程中，该企业对其节能性、环保性和经济性进行综合评估后，决定采用高效水泵电机，并将其与变频调速技术进行有效的结合，最后经过长期的运行和测试，发现其不仅能确保其工作效率，还能有效的降低能耗，从传统的5%降低到4.2%，从传统的95%降低到70%。所以以下笔者结合该企业的改造实践，就水泵电机变频调速技术的应用提出以下几点分析。
2 水泵电机变频调速技术实践分析
2.1 应用原理分析
由于传统的水泵电机在转动过程中其速度是固定的，该企业在没有改造之前所采用的水泵就是固定转速，在利用其为水泵提供驱动的同时通过控制阀空间管道流量的变化。而采取这一方式主要是在用水量大的时候最为适用，而且需要水泵在额定条件下运转，那么此时的运行效率就会得到最大化的发挥和利用，但是在用水量减少后，主要是通过调节阀门将出水量减小，达到控制流量的目的而这时候水泵的运行和出水量之间存在的压差较大，而水泵又在额定功率下运转，而这就会导致很多能量随着水流而消耗，因而通过阀门控制流量会损失巨大的能力，带来较大的能耗。该企业在意识到这一点之后，就在改造中及时的采取变频调速技术控制水泵电机，不仅能满足流量控制的需要，而且能节省能耗。这主要是利用了该技术的压力传感器所释放的电能信号，使得水泵电机所需的电流随着流量的变化而变化，其转速随着水量的需要而针对性的进行转换，从而达到良好的节能效果。就其应用原理来看，主要是利用压力传感器转化的电信号，将电信号与压力值进行比较并运算，再把运算的结果转换成频率调节信号，再将调节信号传送给变频器，从而达到调整水泵电机电源频率的目的，最终控制水泵转速，达到节能的目的。
2.2 影响节能效果的几点原因
该企业在最初运行采用变频调节技术的水泵电机之后，发现其所取得的节能效果并不明显，经过不断的分析总结和实践，影响其节能效果的原因主要有以下几点：
一是调速范围过大。当水泵电机的调速范围较大时，将会对水泵自身效率和电机效率带来影响。就水泵自身来看，其最佳的运行状况主要取决于其运行工况点由于管路特性曲线的变化，只有水泵效率较高，并确保管路压力得到有效控制，就能实现供水系统的最大节能。然而就最初的运行来看，采取变频调速技术仍没有确保各工况点始终运行在水泵调速的高效区域之内。而这主要就是由于调速范围过大所导致。当水泵电机的输出功率过度的倾向于额定的功率时，导致电机的效率快速下降，加上频率低下，同样会对电机效率带来影响，族中使得水泵机组效率较低，从而难以实现节能的目的，加上自冷电机处于低速运转情况时，就会由于风量不足而对其散热带来影响，而这就会对电机的安全运行带来威胁。这同样是调速范围过大所导致。所以必须对调速范围进行有效的控制。
二是调速泵调速范围受限。由于供水系统需要多个水泵采取并联的方式进行供水，常见的联合供水主要采用定速泵和调速泵，而定速泵和调速泵难以高效运行，并在并列运行下的定速泵协同工作的影响下，导致调速泵的调速范围受到限制。所以在调速时，应尽可能地将变频本的工况点设置在水泵的高效区，并尽可能地靠左边，此时的调速范围最大。
三是调速供水方式不同。在采用变频调节技术时，所采用的调速供水方式不同，那么其所取得的经济效果也不同。常见的变频供水方式主要有变频恒压和变频变压的方式，但是变频恒压的供水方式没有意识到当供水管路的流量较小时，由于水头损失小，但是其导致能量的浪费较大，因而其经济性就会较差，这也会因此提高企业的能耗。所以为了节能，应尽可能地选取变频变压的方式进行供水。
2.3 应用要点
在应用变频技术时，主要是在变频调速的同时改变定子电压，只要确保转矩不变，就能预防铁芯发热。所以对变频调速技术的应用主要就是采用不同电路的变频器。常见的主要有以下几种。一是交-直-交变频器。它是由三个环节组成：可控硅整流电路，其作用是将电压、定频率的交流电路变为电压可调的直流电;可控硅逆变电路，其作用是将整流电路输出的直流电变换为频率可调的交流电;滤波环节，它在整流电路和逆变电路之间，一般是利用无电源电容或电抗器对整流后的电压或电流进行滤波。二是交-交变频器。它是由两组反并联的整流电路组成，直接将电网的交流电通过变频电路同时调节电压和频率，变成电压和频率可调的交流电输出。
3 结语
综上所述，对水泵电机变频调速技术进行实践性的分析具有十分重要的意义。作为企业必须在日常工作中切实加强节能改造工作的开展，在淘汰老旧水泵电机的同时，还应切实加强变频调速技术的应用，掌握其应用原理的同时分析和总结影响节能效果的因素，才能更好地促进变频调速技术的应用成效。
参考文献：
[2]栾海彦.浅析水泵电机变频调速技术的应用[J].科技创新与应用，2014(16)：104.
[3]王瑞玲.水泵电机变频调速技术应用探讨[J].河南科技，2014(04)：94-95.
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