变频器在真空泵上的应用
真空泵用途
真空泵用途真空泵是一种用于排出封闭容器内的气体，从而产生真空或降低气体压力的设备。
它在许多领域都有广泛的应用。
下面将介绍几个常见的真空泵的用途。
1. 工业应用真空泵在许多工业领域中起着至关重要的作用。
例如，在半导体制造过程中，真空泵用于清除工作环境中的杂质气体，以确保半导体器件的质量和性能。
此外，真空泵还用于真空炉、真空冷却系统和真空包装等工业设备中。
2. 科学研究真空泵在科学研究中也被广泛应用。
在物理学、化学和生物学等领域，研究人员常常需要在实验室中创造真空环境，以研究物质的特性和行为。
真空泵可以将实验室中的气体排出，实现高真空或超高真空状态，为科学家提供一个理想的研究环境。
3. 医疗设备真空泵在医疗设备中也发挥着重要的作用。
例如，在放射治疗中，医生使用真空泵来排出治疗区域内的气体，以确保放射线的准确照射。
此外，真空泵还被用于医疗抽吸设备，如吸引器和抽吸泵，用于吸除体内液体或气体。
4. 真空包装真空泵在食品加工和包装行业中也有广泛的应用。
通过使用真空泵，可以将包装容器内的气体抽出，形成真空状态。
这样可以延长食品的保鲜期，防止食品氧化和变质。
真空包装还可以防止食品被压缩和变形。
5. 空调和制冷设备真空泵被广泛应用于空调和制冷设备中。
在这些设备中，真空泵被用于排出制冷剂和其他气体，以保持设备的正常运行。
真空泵可以有效地抽出设备内的气体，确保系统的正常工作压力，提高制冷效果。
6. 真空焊接和热处理在焊接和热处理过程中，真空泵被用于排除焊接区域或热处理设备内的气体，以防止氧化和污染。
通过使用真空泵，可以在无氧或低氧环境中进行焊接和热处理，提高焊接质量和材料的性能。
总结起来，真空泵在工业、科研、医疗、包装和制冷等领域都有广泛的应用。
它们可以用于排出封闭容器内的气体，产生真空或降低气体压力。
真空泵的应用范围非常广泛，不仅可以满足各个领域的需求，还可以提高生产效率和产品质量。
随着科技的发展，真空泵的应用将会越来越广泛，为各个行业带来更多的便利和发展机遇。
真空泵及其工作原理介绍
真空泵及其工作原理介绍真空泵是指利用机械、物理、化学或物理化学的方式对被抽容器进行抽气而 取得真空的器件或设备。
通俗来讲，真空泵是用各类方式在某一封锁空间中改善、 产生和维持真空的装置。
由于真空应用部门所涉及的工作压力的范围很宽，因此任何一种类型的真空 泵都不可能完全适用于所有的工作压力范围，只能依照不同的工作压力范围和不 同的工作要求，利用不同类型的真空泵。
为了利用方便和各类真空工艺进程的需 要，有时将各类真空泵按其性能要求组合起来，以机组型式应用。
一、真空泵的种类随着真空应用的进展，真空泵的种类已进展了很多种，其抽速从每秒零点几 升到每秒几十万、数百万升。
随着真空技术在生产和科学研究领域中对其应用压 强范围的要求愈来愈宽，大多需要由几种真空泵组成真空抽气系总一起抽气后才 能知足生产和科学研究进程的要求。
经常使用真空泵包括：干式螺杆真空泵、水环泵、往复泵、滑阀泵、旋片泵、 罗茨泵和扩散泵等，这些泵是我国国民经济各行业应用真空工艺进程中必不可少W RUTMTI晚、井押:>2 -5 ■iHlalEM 星 2*CdriBUn wRHII •E MMI2Adita的主力泵种。
最近几年来，伴随着我国经济持续高速进展，真空泵相关下游应用行业维持快速增加势头，同时在真空泵应用领域不断拓展等因素的一起拉动下，我国真空泵行业实现了持续稳固地快速的进展。
二、真空泵的整体结构式与传动方式真空泵的泵体的布置结构决定了泵的整体结构：1）、立式结构：进、排气口水平设置，装配和连接管路都比较方便。
但泵的重心较高，在高速运转时稳固性差，故这种型式多用于小泵；2）、卧式结构：泵的进气口在上，排气口在下。
有时为了真空系统管道安装连接方便，可将排气口从水平方向接出，即进、排气方向是彼此垂直的。
现在，排气口能够从左或右两个方向开口，除接排气管道一端外，另一端堵死或接旁通阀。
这种泵结构重心低，高速运转时稳固性好。
一样大、中型泵多采纳此种结构。
变频器在真空挤奶设备中的应用
一
、
引言
值 。通过Ｐ Ｃ 片机对 压力变送器转换 的电压信号进行 Ｉ单
ＡＤ ／ 转换 ，将实 际压力值 与设 定压力值进行 比较 ，并进 行相关 的换算和处理 ，之后再经过Ｄ Ａ ／ 转换成模拟 电压
对变频器进行控制 ，从而达到根据负荷变化而调整输 出
功率 ，调整压力的 目的。
真 空挤奶 设备 是靠恒 定负压 作为 动力 ，负压 是 由 电机带 动真空泵转 动而产生 的 ，一般在０５ ｇ 右 。但 ．ｋ 左 以前 由于 电机控制手段 的影响 ，电机要一直处 于运行状 态 ，造成 比工作要求高 的负压 ，为了负压恒定 ，只能将 多余 的负压通过调节器放掉 ，造成 了能源浪费 ，且不利 于工业生产。因此控制 系统需要进行工艺控制 和节能降
目的
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心 ，对其他外设进行全面有效的控制 。控制系 能完成 电机 速度 的 自动控制 ，同时能完成 目｛ 设 定 、输入设置 、压力显示 、Ｄ Ａ ／ 转换和按键
能。
五 、结 论
图２ 系统的硬件 电路
变频调速技术作为一种先进的电机调速方式 ，其优 越 的性能 以及改善工艺流程所带来的经济效益早 已所为 人知。在负气压控制装置 中应用变频调速 系统来调节 电 机的转速 和改善启动控制 ，将取得 明显的节能效果。
二 、 系统的 基本 原理
负压 控制系统 的原理图如 图１ 所示 ：
三 、系统 的控 制单 元设 计
［ 李方 圆． ２ ］ 变频控制在 空压机的应用Ｕ ． 用机械， ０ 】 通 ２ ４ ０
【 李学海．Ｉ单片机原理【 ． ３ 】 ＰＣ Ｍ］ 北京航空航天大学出版
变频调速在水泵中的应用
变频调速在水泵中的应用简单介绍变频调速技术的原理及其在水泵控制中的应用,通过实例分析采用变频调速装置后,对水泵在实际应用中的调节控制优点和注意事项,供有关人员参考。
标签：变频调速水泵1 问题的提出水泵是工矿供水等企业生产的重要生产设备之一,如果把水泵管路组成的装置系统比喻为人体血液循环系统,那么水泵则是整个管路输送系统的“心脏”,为输送装置系统提供动力,水泵设备能否正常运行,直接影响整个装置系统。
但由于管路输送装置系统布置的多样性,以及生产工艺的特殊要求,常常存在以下几种工况要求或问题:①管路出口压力随工艺压差变化;②管路输送距离随距离变化;③管路输送高度随高差变化;④季节变化或高低峰时差变化;⑤水泵性能参数予留裕量过大,造成应用中水泵偏离设计点。
这时,需要对水泵按需调整流量扬程工作点,以满足工艺流量扬程需要。
如何采取一种灵活便捷方式,解决工艺中存在的问题,就是本文要讨论的问题。
2 传统解决方法2.1 调节排出管路阀门通过调节阀门出口大小,实现使用流量减小,即人为增加管道阻力。
优点是简单、方便。
缺点是调节性差、阀门磨损快。
2.2 液力偶合器调速液力偶合器可在电动机转速恒定的情况下,无极调节泵的转速。
优点是:功率适应范围大,可以满足不同功率的需要;可空载起动,不产生高次谐波,对电网地影响;调速范围为20%～97%,可以隔离电动机和泵的振动,缓和冲击。
缺点是:有滑差损失,属低效调速装置;滑差功率损耗变为油的热量使油温升高,需要冷却设备;低速、小功率的液力偶合器造价较高;效率低,效率与转差成反比;液力偶合器达不到电机额定转速;调速精度差,稳定性差。
2.3 采用变极电机调速变极调速通过改变异步电动机定子绕组的极对数,使电动机同步转速改变,达到调速的目的。
其优点是:转差率小,转差损耗少,使用维护简单方便。
缺点是:有级调速,不能平滑调速,而且级差较大。
2.4 电机串级调速通过改变转差率来调节绕线式异步电动机转速的一种调节方式。
变频器控制在水泵中的应用与节能分析
变频器控制在水泵中的应用与节能分析摘要：在我国的资源系统中，水泵作为其中尤为重要的组成。
在传统模式下，水泵运行的资源耗损情况十分严重，因此，如今应提高对节能降耗理念的重视，为了确保节能降耗效果的充分发挥，在水泵运行过程中，可高效运用变频器。
本文对变频器控制在水泵中的应用与节能进行了深入分析，旨在为更多的业内人士提供有价值的借鉴与参考。
关键词：变频器控制；水泵；节能前言：对于相关统计而言，水泵的运用在全国发电量中占据20%。
因此，有效提高水泵应用技术水平，增强运行条件的有效改善与实现节能降耗拥有非常重要的作用。
传统模式中，水泵的运行利用阀门严格控制运行状态，在选择型号过程中，唯有推动变频器的不断提高才可为整体的安全运行提供保障。
在水泵的运行过程中，为了消除阻力导致的能源大量耗损，为经济价值的实现造成严重影响。
1变频器控制水泵运行的基本原理变频器应进行水泵工作转速的高效控制，其原理与节能模式一般为：在水泵、阀门、管道构成的管道体系中，水泵可消除管道阻力，泵送出水。
在没有充分运用变频器的管道系统中，水泵泵送水的流量可通过水阀门进行水量的调节，水泵应消除水阀和管道的阻力。
通过变频器管道系统的利用，出水阀不需要控制，水泵仅需要消除管道阻力即可，管道对水泵扬程的要求较低。
在这种情况下，应加强水泵流量的改善，为水泵转速进行直接调整，为水泵扬程与管道阻力互相匹配提供保障。
图1水泵调速过程中性能改变原理管道阻力与泵送流量关联密切。
水泵调速中性能改变的原理如图1所示，水泵进水阀与出水阀都开启，水泵运行转速为n，水泵工作位置A（流量Qa与扬程Ha），管路出现阻力曲线一般为HR；若是系统需要的流量Qb，无变频器的系统调节方式一般为关小水泵出水阀门，水泵工作位置移动到B，管道阻力曲线HR=，水泵扬程提高到Hb；如果变频器的应用开展速度调节，而管路阻力曲线并不会出现变化，水泵工作位置移动到C，水泵转速为n2，扬程为He。
可发现，Hb>Ha>Hc，在忽视效率作用的条件下，水泵功率为P=yQH/η存有很大的差异性，采用变频器的功率较低，节能△P=yQ(Ha-He)/η。
各种真空泵参数、特点及原理
各种真空泵参数、特点及原理参数抽速:10-1200m/hSV10B,SV16B,SV25B,SV40B,SV65B,SV100B的极限真空度为0.5mbar(无气镇分压强)1.5mbar(带气镇分压强)SV200,SV300,SV500,SV630,SV750,SV1200，SV1200的极限真空度为8*10-2mbar(无气镇分压强)7*10-1mbar(带气镇分压强)特点排水蒸汽能力强、抽速大、环保双级油封旋片泵参数抽速:4-65m/h极限真空度:10-4mbar(无气镇分压强)2*10-3mbar(无气镇全压强)5*10-3mbar(带气镇全压强)特点强制润滑、内置自动防返油阀、进气口水平和垂直两种安装方式、工作原理1、单级旋片泵:泵主要由定子、旋片、转子组成，在定子缸内偏心地装有转子，转子槽中装有两块旋片，由于弹簧弹力和旋片离心力作用使旋片紧贴于缸壁，当转子在定子缸内旋转时周期性地将进气口方面容积逐渐扩大而吸入气体，同时逐渐缩小排气口方面容积将已吸入气体压缩从排气阀排出。
2、双级旋片泵:由两个工作室组成，两室前后串联，同向等速旋转。
无油真空泵螺杆式无油压缩真空泵参数抽速:250-630m/h极限真空度:0.01mbar电机功率:15KW噪音:75dB特点维护简单，不易出现故障，寿命长工作原理分为吸气、压缩开始、压缩结束、排气四个过程，随着泵转子的转动，吸气过程开始，当吸气过程结束后，压缩过程开始，泵进入压缩阶段，当压缩过程结束时，泵排气过程开始，最后为排气过程，将被抽气体排出。
活塞干泵参数抽速:15-38m/h极限真空度:3*10-2mbar排水蒸气能力:30mbar特点结构简单，方便维护，低能耗，坚固耐用工作原理通过曲轴连杆机构的作用是使汽缸内的活塞做往复运动，当活塞在汽缸内从左端向右端运动时，由于汽缸左端体积不断增大，汽缸内气体密度减小，而形成抽气过程，此时容器中的气体经过吸气阀进入泵体左腔，当活塞达到最右位置时，汽缸内就完全充满了气体，接着活塞从右端向左端运动，此时吸气阀关闭排气阀打开，将气体排到大气中，完成一个循环。
变频器32个典型应用领域
变频器32个典型应用领域1、空调负载类写字楼、商场和一些超市、厂房都有中央空调，在夏季的用电高峰，空调的用电量很大。
在炎热天气，北京、上海、深圳空调的用电量均占峰电40%以上。
因而用变频装置，拖动空调系统的冷冻泵、冷水泵、风机是一项非常好的节电技术。
目前，全国出现不少专做空调节电的公司，其中主要技术是变频调速节电。
2、破碎机类负载冶金矿山、建材应用不少破碎机、球磨机，该类负载采用变频后效果显著3、大型窑炉煅烧炉类负载冶金、建材、烧碱等大型工业转窑(转炉)以前大部分采用直流、整流子电机、滑差电机、串级调速或中频机组调速。
由于这些调速方式或有滑环或效率低，近年来，不少单位采用变频控制，效果极好。
4、压缩机类负载压缩机也属于应用广泛类负载。
低压的压缩机在各工业部门都普遍应用，高压大容量压缩机在钢铁(如制氧机)、矿山、化肥、乙烯都有较多应用。
采用变频调速，均带来启动电流小、节电、优化设备使用寿命等优点。
5、轧机类负载在冶金行业，过去大型轧机多用交-交变频器，近年来采用交-直-交变频器，轧机交流化已是一种趋势，尤其在轻负载轧机，如宁夏民族铝制品厂的多机架铝轧机组采用通用变频器，满足低频带载启动，机架间同步运行，恒张力控制，操作简单可靠。
6、卷扬机类负载卷扬机类负载采用变频调速，稳定、可靠。
铁厂的高炉卷扬设备是主要的炼铁原料输送设备。
它要求启、制动平稳，加减速均匀，可靠性高。
原多采用串级、直流或转子串电阻调速方式，效率低、可靠性差。
用交流变频器替代上述调速方式，可以取得理想的效果。
7、转炉类负载转炉类负载，用交流变频替代直流机组简单可靠，运行稳定。
8、辊道类负载辊道类负载，多在钢铁冶金行业，采用交流电机变频控制，可提高设备可靠性和稳定性。
9、泵类负载泵类负载，量大面广，包括水泵、油泵、化工泵、泥浆泵、砂泵等，有低压中小容量泵，也有高压大容量泵。
许多自来水公司的水泵、化工和化肥行业的化工泵、往复泵、有色金属等行业的泥浆泵等采用变频调速，均产生非常好的效果。
真空泵工作原理及作用
真空泵工作原理及作用
真空泵是一种用于抽取气体并建立和维持真空状态的设备。
其工作原理基于动态密封和气体排放的原理。
真空泵主要由旋转部件和固定部件组成。
旋转部件包括转子和叶轮，它们通过电机驱动以高速旋转。
固定部件包括壳体、进出口管道和密封件等。
当真空泵启动时，旋转部件开始高速旋转。
气体进入真空泵的进口管道，经过旋转部件的转子和叶轮，被离心力和摩擦力推向泵的出口。
同时，固定部件的壳体为气体提供一个封闭的空间，并通过适当的密封件实现动态密封。
由于旋转部件的高速旋转，气体在泵内的压力逐渐降低。
当压力降低到所需的真空度时，泵将停止工作。
此时，泵的出口与大气相连，气体被排放到大气中，维持真空状态。
真空泵的作用主要在于将空间中的气体抽取并排放，从而建立和维持真空环境。
真空环境广泛应用于各种领域，例如科学实验、医疗设备、光学器件制造等。
真空泵在这些领域中起到关键的作用，确保了设备和实验的正常运行。
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变频器在真空泵上的应用
The Application of Inverter in Vacuum Machine
摘要：介绍了变频调速器在真空泵上的应用，并简要说明了节能原理及变频器参数设置。
英文摘要: The Application of vector Inverter in Vacuum Pump Machine in this paper, and breic fly explain the theory of energy s avig and parameter setting of inverter.
关键词：变频器水循环真空泵节能有效抽率
1、引言
在生产行业，由于电费的成本已成为原材料成本，人工成本之后的第三大开支;在用电紧张的今天，节省电费已成为企业经营者考虑的一件大事;而水循环真空系统是广泛地运用到生产的各行业中，成为生产中的重要设备之一，同时是主要的耗电设备之一。
按照生产工艺的要求，我公司有3台水循环真空泵组成的真空系统。
在使用中，有2台真空泵长期固定在最大的转速下运行，另一台备用。
在实际生产工况中，真空系统的实际机械有效抽率在绝大部分时间内远比设计的容器有效抽率高;在转速固定的情况下，实际真空度远远大于生产要求的真空度，这样就造成真空泵电机功耗的严重浪费，故对谁循环真空泵进行变频节能自动化控制改造具有一定的现实意义。
2、水循环真空泵运行工况分析
2.1 水循环真空泵的基本原理
水环式真空泵是液环式真空泵中最常见的一种。
液环式真空泵是带有多叶片的转子偏心装在泵壳内。
当它旋转时，把液体抛向泵壳并形成与泵壳同心的液环，液环同转子叶片形成了容积周期变化的旋转变容真空泵。
当工作液体为水时，
称水环泵。
水环泵工作轮在泵体中旋转时形成了水环和工作室。
水环与工作轮构成了月牙形空间。
右边半个月牙形的容积由小变大，形成吸气室。
左边的半个月牙形的容积由大变小，构成了压缩过程(相当于排气室)。
被抽气体由进气管和进气口进入吸气室。
转子进一步转动，使气体受压缩，经过排气口和排气管排出。
排出的气体和水滴由排气管道进入水箱，此时气体由水中分离出来，气体经管管道排到大气中，水由水箱进入泵中，或经过管道排到排水设备中。
水环泵主要用于粗真空、抽气量大的工艺过程中。
在化工、石油、轻工、医药及食品工业中得到了广泛地应用，如真空过滤、真空送料、真空浓缩、真空脱气等。
2.2水循环真空泵的节能原理
由粗抽泵的抽率公式（1）可以看出，当真空系统的Q1为恒量时，S与P1成反比例关系，P1越小，需要的机械泵的有效抽率越大；如P1的值大于实际需要的值，则就存在过剩真空而造成机械泵的有效抽率的浪费。
同时，当生产工矿发生变化时，Q1的值也会是一个变量，S与Q1成正比关系，及机械泵的有效抽率受漏气率与需要达到的预真空两个条件影响而成比例关系变化；
如果漏气率过大而超过先期使用的机械泵的有效抽率，则必需投入新的机械泵来满足真空度；漏气是生产使用过程中造成的，是可控而少量的，所以又造成了更多得过剩真空的浪费。
根据公式（1），可以得出公式（2），从公式（2）我们可以看出，生产需要的真空P1可以作为调节量，作为调解量P1有一个SV值是一个恒定值，实际检测到的真空度PV与SV之间的差值MV，作为调节机械泵有效抽率的调节值，通过变频器进行调解机械泵的有效抽率来节能降耗。
S＝Q1/ P1(l/s) (1)
P1＝Q1/S (托) (2)
S－机械泵有效抽速
Q1－真空系统漏气率(托·升/秒)
P1－需要达到的预真空度(托)
3、真空系统自动控制节能改造分析
3.1 运行现状
我公司使用的真空系统是由三台水循环真空泵（额定功率75kw）组成的一个真空系统，主要用于纺丝车间的卷曲工艺使用，每条生产线有24个吸入丝束的吸嘴。
在平时不使用吸嘴或使用吸嘴数少于3个的情况下，一台真空泵可以达到生产需要的真空度。
在大于3个吸嘴数的工况下，要维持需要的真空度，就必须启动2台真空泵。
但是，长期工况下使用的吸嘴都少于3个（修板的时候只用一个吸嘴），但是为了防止突然发生的24台纺丝泵停止事故，一直使用2台真空泵，另一台备用，这就造成了一台真空泵的能源浪费。
3.2 可行性分析
根据运行现状，在要满足生产应急需求的条件下考虑降低真空系统的能源消耗。
我公司使用的控制系统是Y-△的启动控制方式，为此我们将一台真空泵维持原来的Y-△控制系统，以满足真空系统的真空度要求；另一台改造为变频器控制的真空泵，同时用真空压度信号对其机械有效抽率进行控制。
4、系统实现
4.1真空系统改造的系统结构
本改造项目选用的SIEMENS 6SE-7系列变频器一台，使用原有电机（75KW），在真空室上安装一台YOKOGAWA的EJA110A的压力变送器，原控制系统作为应急检修备用，增加一套自动调节控制系统。
变频装置具有工频旁路功能，用于变频与工频之间的切换;旁路刀闸容量满足工频要求，刀闸具有防误操作的机械闭锁功能，并带有电磁栓，以作为电气连锁的保护，防止误操作。
变频器、断路器、刀闸和电缆的一次电路见图1。
图1
变频器的旁路柜具备“五防”功能，旁路刀闸、进线刀闸和出线刀闸及断路器之间具备以下闭锁:旁路刀闸与进线刀闸和出线刀闸机械连锁，旁路刀闸闭合时，进线刀闸和出线刀闸不能合;进线刀闸和出线刀闸闭合时，旁路刀闸不能合;断路器在闭合位置时，所有刀闸的电磁栓动作，并锁定刀闸，所有刀闸都不能操作。
4.2 改造后的系统工作原理
按照图1进行改造一台原有的系统，利用已存在的DCS控制系统，接入压力变送器检测到的真空度的信号，在DCS内部编程换算成实际的真空度P2，用实际的真空度与设定的生产需要的真空度P1之间的差值（MV=P2-P1）输出信号调解变频器的工作频率，以达到生产需要的真空抽率。
工作人员可以在DCS的监控画面上监控系统真空度是否满足生产要求，也可以在DCS人机操作台上设置改变系统的真空度，注意不要超过系统设计的真空度。
4.3 系统改造投入及运行效果
4.3.1本系统改造，主要投入的设备有：
（1）SIEMENS的6SE70系列变频器一台380V/75KW 现有
（2）YOKOGAWA的EJA110A变送器一台输出4~20mA电流信号
本系统改造费用包括设备费和其他辅助费用总投入3万元左右。
4.3.2改造后的节电效果
应用变频调速技术改造后产生的节电效果，我做了一个在正常工况条件下的节电效果预测，在正常使用的情况下，用变频器驱动的真空泵将近每小时节能46KW，真空泵每天平均节约电费 1104 度; 应急工况按照10%扣除，全年运行10个月(即300天计算，除去检修停车)，电价每kWh为0.50元，则全年节约电费为:
300天×（1104 ×90% ）度/天×0.50（元/度）= 14.9万元此后该项目每年可为公司节约电费14.9万元，经济效益非常显。
5 结束语
针对真空泵系统分析了调速运行时的工况，表明应用了变频器以后能达到最大节能效果，系统投运后，运行稳定。
应用变频器的模拟量调节变频器的运行，不仅节约了大量的能源，同时也有效的满足了生产应急时随时满足真空度的要求，也减少启停过程对真空泵机械部分的冲击，延长使用寿命，完美的监控和可靠性措施提高了系统的工作效率。