基于变频器的恒压供水节能改造的研究

流量 与转 速 的 一 次 方成 正成 正 比 ， ￣２轴 功 率 与 转 速 的 三 次 方 成 正 比 ， 与 流 量 Ｎｏｎ； 即
与 压 力 的 乘积 成 正 比， ｏｎ。 Ｐ ｃ 采 用 挡 板 或 阀 门调 节 流 量 时 ， 加 了 管 路 的 阻力 ， 量 增 流 减少后 ， 力反而增加 ， 压 电动 机 的输 出 功 率 基 本 不 变 。水 泵 （ 机） 风 电机 的 输入 功 率 ：Ａ＝Ｋ ７７ 。 中＇ 、 Ｐ Ｑ３ 其 ／ ７ ７ ＇为水 泵 （ 。７ 风
驱动系统 （ 机、 电 调速 装 置 、 机 水 泵 等 ） 能 源 利 用 率 却 非 风 的 常 低 ， 本 上 要 比 国外 平 均 低２ ％ 。 目前 ， 内在 供 水 泵 、 基 ０ 国 输 液泵、 压泵、 风机 、 风机、 加 通 冷 鼓风 机 、 风 机 上采 用 变 频 器 引 或 进 行 变 频 技 术 改 造 ， 仅 为 了 调节 流 量 和 压 力 ， 主 要 的 不 更 是 为 了节 约 能 源 ， 主 要 是 因为 风 机 、 泵 属 于 递 减 转矩 负 这 水
采用 调 速 方 式后 节 省 的功 率 为 ：
１ 管道 供水 原理
对 水泵 —— 管 道供水 系统 ， 节供 水供 水流 量 原则 上 有两 调
种 方法 ： 一是 节流 调节 ， 大供 水 阀 ， 量上 升 ； 小供水 阀， 开 流 关 流
量 下 降。 节流 量 的另一 种方 法是 调速 调节 ， 调 水泵 转速 升 高， 供
（ — ０７ ）ｘ １ ０ ＝ ５ ％ 。 １ ． ０ ％ １
电机 动提 供 频 率和 电压 均 可 改变 的电源 调 速 设 备 。 变 频 器 用
对 交 流 电动 机 进 行 改 造 非 常 简单 ， 只要 将 变 频 器 接 在 电源 馈
由此 可 见 ， 频 调 速 运 用 于 水泵 （ 机 ） 调速 节 电效 果 变 风 的
电源 频 率 的设 备 。变频 器 是 专 门 为 需要 调速 的三 相 交流 异 步
时， 已忽 略 效 率对 节 电 效果 的影 响 。 当Ｑ ＝Ｏ９Ｑ 时 ， 对 节 ２ ． 相
电率 为 （ —０ ×１０ １ ．） ０ ％＝ １％； ２ ． Ｑ 时 ， 对 节 电 率 ９ ９ 当Ｑ 一Ｏ８ ｌ 相 为 （ 一Ｏ８ ｘ １０ ＝３％ ： Ｑ ＝０ 时 ， 对 节 电 率 为 １ ．） ％ ０ ６ 当 ． Ｑ。 相 ７
水 流量增 加 ； 速 下降 ， 转 流量 降低 ， 于 水流 量经 常 变化 的场 合 对
△Ｐ Ａ Ｂ Ｋ １ Ｑｌ ／ １２ ＝Ｐ －ｐ ＝（ Ｑ３ 一Ｋ Ｑ ，叼 ７
相对 节 电率 为 ： ／ Ａ＝ （一 Ｑ２ × １０ △Ｐ Ｐ １ ２ Ｑ２ ０ ％ ／ ） 从水 泵 （ 风机 ） 电 动机 的效 率 特 性 看 ， 速 由ｎ一 ｎ， 和 转 ． 流 量 由Ｑ一 Ｑ 时 ， 率变 化 不 大 ， 者 ， 泵 （ 机） 电动 机 的 。 ２ 效 再 水 风 和
机） 率和 电动 机 效 率 ， 为 常数 。 效 Ｋ 采 用 变 频 调速 ， 流 量 为Ｑ。 转速 为 ｎ， 量 为 Ｑ 时 电机 当 时 流 转速 为ｎ＝ｎ・ ｚＱ ， 时 电机 效 率 为 ： ＝ｎ ｎ— Ｑ ＱＩ 此 。 ／ 此 Ｑ ｒ Ｊｌ Ｊ ， ｔ 而 时水 泵 （ 机 ） 风 的轴 功 率 为Ｐ ＝ＫＱ ， 电动 机 的 输入 功率 为 ： Ｐ ＝Ｋ ２ ｉ ｈ Ｑ Ｑ１＝Ｋ ・ ２ｒ ・ Ｂ ＱＳ Ｔ・ ＂ Ｊ ） Ｑｌ ２ ／ 卵 ／ ｒ Ｑ／ｌ
Ｉ Ｉ ￣
． ｕｓｕ ｉｌ Ｘｅｈ ａ ｉ Ｏｏｕ
基于变频 器 的恒压供 水节能改造 的研究
徐柳 娟 周丽 萍
（ 江 水 利 水 电专 科 学 校 ， 江 杭 州 ３ ０ １ ） 浙 浙 １０ ８ 摘 要 ： 绍 了变 频 器 实 现 恒 压 变 流 供 水 的基 本 原 理 和 系 统 效 率 提 高 的理 论 分 析 。 介
线 与 交 流异 步 电动 机 之 间就 构成 一 套 交 流 变频 调速 系 统 ， 操
作 简单 ， 于控 制 ， 且 又 能 实现 软 起 动 和 软停 止 ， 具 有 显 易 而 还 著 的节 能 作用 。 变频 调 速 的原 理 ： 根据 交 流 异步 电动机 转 子 的 转速 ｎ 定 与 子 电流 的频 率 ｆ 足 方程 式 ： ＝６ ｆ１ ） Ｐ 满 ｎ ０（ 一Ｓ ／ 的关 系 ， 变 频 改 率 ￡即可 使 电机 转速 ｎ 改变 ， 中Ｐ 极对 数 ， 为转 差 率 。 了 式 是 Ｓ 除
载 ， 适 宜于 采 用 变频 调 速 。从 企业 的角 度来 说 ， 很 市场 竞 争 日 益激烈， 原材 料和 劳 动 力 方 面 的成 本 渐 趋 底 线 ， 价 差 别 也 售 微 乎其 微 ， 这 种 情 况 下 ， 过节 能 降 耗 来 降低 运 行 成 本 便 在 通 成 了竞 争 制胜 的关键 。
关键词： 恒压供水 ： 变频器 ； 节能效率
我 国 的 电 网负 荷 中 ，电 机 的总 装 机 容量 已达 ４ Ｗ， 亿ｋ 年 耗 电量６００ ｋ ・ ， ０ 亿 Ｗ ｈ 占全 国总 用 电量 的４ ％。但 我 国 的 电机 ２
４ 变 频调 速 的节 电分析 （ 系统效 率）
根据 流体 力学 理论 ， 风机 、 在理 想状 态下 具有 下列特 性 ： 泵
效 率 的变 化 对 流 量 变 化 的 二 次方 显 得 较 小 。 因 此 ， 导 公 式 推
（ 生活用 水） 采用 调速 调节 流量 ， 如 ， 具有优 良的节 能效 果 。 频 变
恒压 供水 节能 的效 果主 要取 决于用 水 量 的变化情 况 。
２ 变频调速 器概 况
所 谓 变频 器 实 际和 变 压 器 一样 ， 是 电源 变 换 设备 。二 都 者不 同 的 是 ， 压 器 是 改变 电 源 电压 的 设 备 ， 频 器 是 改 变 变 变