空调水泵的变频调速控制

变频控制方案一、引言在现代工业生产中，变频控制技术得到了广泛应用，它通过改变电机的频率和电压来实现对电机运行状态的控制。

变频控制方案具有调速范围广、能耗低、运行平稳等优点，被广泛用于电梯、空调、给水、风机等领域。

本文将重点介绍两种常见的变频控制方案，以及它们的工作原理和应用场景。

二、电压变频控制方案1. 工作原理电压变频控制方案通过改变电源对电机的电压来调节电机的转速。

它采用变压器和晶闸管式变频器等组件实现，其中变压器用于改变电源输出的电压，晶闸管式变频器用于控制输出电压的频率和幅值。

当电压频率增加时，电机的转速也相应增加，从而实现调速功能。

2. 应用场景电压变频控制方案广泛应用于需要转速范围较小、精度要求不高的场景。

例如电梯、给水系统等。

电梯在运行过程中需要根据载货量的大小，调整电机的转速，以实现平稳运行。

而给水系统中的水泵也需要根据需求调整转速，以节省能源和延长设备寿命。

三、频率变频控制方案1. 工作原理频率变频控制方案通过改变电源对电机的频率来实现调速功能。

它采用变频器等组件实现，通过改变输出电压的频率，控制电机的转速。

当频率增加时，电机的转速也相应增加。

2. 应用场景频率变频控制方案适用于转速范围较大、精度要求高的场景。

例如空调、风机等。

空调使用频率变频控制方案可以根据室内温度的变化来调整风机的转速，实现室内温度的控制。

风机在通风系统中也需要根据需要调整转速，以达到合适的风量和压力。

四、比较与选择1. 比较电压变频控制方案和频率变频控制方案在原理和应用场景上有所不同。

电压变频控制方案适用于调速范围较小、精度要求不高的场景，而频率变频控制方案适用于调速范围较大、精度要求高的场景。

2. 选择在选择变频控制方案时，需要根据实际需求和场景特点进行综合考虑。

对于电梯、给水等场景，可优先考虑电压变频控制方案；而对于空调、风机等场景，可优先考虑频率变频控制方案。

当然，具体选择还需根据实际情况进行详细分析和评估。

水泵变频调速的应用及注意事项水泵变频调速是一种利用变频器来控制水泵转速的技术，可以根据实际需要对水泵进行调速，从而实现节能、降低噪音、提高运行稳定性等目的。

水泵变频调速广泛应用于工业生产、给排水工程、空调系统等领域。

下面将对水泵变频调速的应用及注意事项详细介绍。

一、水泵变频调速的应用1. 工业生产：在工业生产中，往往需要根据生产工艺的不同需求来调整水泵的转速。

通过使用变频器对水泵进行变频调速，可以根据生产工艺要求，在保证流量和压力的前提下，调整出最佳的运行转速，从而提高生产效率。

2. 给排水工程：在城市给排水工程中，水泵是非常重要的设备之一。

传统的水泵运行方式是通过改变出口阀门的开度来调整流量，然而这种方式造成能耗浪费。

而采用变频器对水泵进行调速，则可以根据流量需求实时调整水泵的转速，提高能耗效率，同时还能减少因长时间低负荷运行而导致的设备寿命缩短问题。

3. 空调系统：空调系统中，水泵常用于供冷或供暖。

根据室内温度的变化，通过使用变频器对水泵进行调速，可以根据需求实时调整水泵的转速，从而实现精确调控室内温度及湿度。

此外，在空调系统中，水泵变频调速还可以通过调整水泵的转速，减少噪音和振动，提高用户的舒适度。

二、水泵变频调速的注意事项1. 选择合适的变频器：在选择水泵变频调速系统时，需要根据水泵的功率和工作特点选择合适的变频器。

变频器的容量不应小于水泵的额定功率，否则可能会造成设备损坏。

2. 频率转换范围：在进行水泵变频调速时，需要注意变频器的频率转换范围，以确保系统能够满足实际的工作需要。

同时，还需考虑变频器的频率输出稳定性，以免频率波动对水泵的运行造成不良影响。

3. 过电流保护：水泵在启动和运行时，会有较大的启动电流和工作电流，因此需要注意变频器是否具备过电流保护功能，以防止设备因过电流而损坏。

4. 维护保养：水泵变频调速系统的维护保养十分重要。

定期检查变频器的工作状态和风扇是否正常运转，保持设备的清洁，及时处理设备故障，以确保系统的正常运行。

冷冻水泵变频：1、根据设定压差控制水泵变频，当测量压差小于设定压差时，根据PID算法，水泵频率渐渐增大，直到50HZ为止。

当测量压差大于设定压差时，根据PID算法，水泵频率渐渐降低，直到30HZ 为止，当水泵频率为30HZ，测量压差仍大于设定压差时，调节旁通阀的开启度，使压差满足要求。

冷却水泵变频控制：2、根据设定的回水温度与测量温度比较，当测量的回水温度小于设定温度，且主机处于启动状态时，水泵以低频30HZ运行，当高于设定温度，根据PID算法渐渐增大水泵的运行频率，当水泵运行频率达到50HZ或温度高于设定温度加带宽时，启动冷却塔地埋水泵变频控制3、根据主机地埋侧进出水温度，让水泵进行变频运行，让主机的COP处于最佳状态，当温度升高时，则增大水泵的运行频率，反之则减小水泵的运行频率。

调节水泵转速的节电原理采用交流变频技术控制水泵的运行，是目前中央空调系统节能改造的有效途经之一，下图绘出了阀门控制调节和变频调速控制两种状态的水泵功率消耗——流量关系曲线。

下图显示了变频器控制和阀门控制水泵所消耗的不同功率，从下图中我们可以清楚的看出在水泵流量为额定的60％时，变频器控制与阀门控制相比，功率下降了60％；所以水泵仅仅依靠阀门控制是远远不够的，进行变频器控制的节能改造是十分必要的。

对于水泵来说，流量Q与转速N成正比，扬程H与转速N的二次方成正比，而轴功率与P与转速N的三次方成正比，下表列出了它们之间的关系变化：水泵转速N% 运行频率F(Hz) 水泵扬程H% 轴功率P％节电率％100 50 100 100 090 45 81 72.9 27.180 40 64 51.2 48.870 35 49 34.3 65.760 30 36 21.6 78.4 从上表中可见用变频调速的方法来减少水泵流量进行节能改造的经济效益是十分显著的，当所需流量减少，水泵转速降低时，其电动机的所需功率按转速的三次方下降；当水泵转速下降到额定转速的10%即F=45Hz时，其电动机轴功率下降了27.1%，水泵节电率为27.1％；当水泵转速下降到额定转速的20%即F=40Hz时，其电动机轴功率下降了48.8%，水泵节电率为48.8％；当水泵转速下降到额定转速的30%即F=35Hz时，其电动机轴功率下降了65.7%，水泵节电率为65.7％；当水泵转速下降到额定转速的60%即F=30Hz时，其电动机轴功率下降了78.4%，水泵节电率为78.4% ；冷冻和冷却水泵节电率的计算：计算公式：冷冻和冷却水泵节电率=[1－（变频器运行频率÷50Hz）3]×100%例如：水泵转速降低30％，即变频器运行频率＝35Hz水泵节电率＝[1－（35Hz÷50Hz）3]×100%＝65.7％水泵转速降低20％，即变频器运行频率＝40Hz水泵节电率＝[1－（40Hz÷50Hz）3]×100%＝48.8％。

地下水源热泵空调系统的变频控制摘要：本文将围绕实例，对地下水源热泵空调系统的运行状况展开分析，结合该实例实际情况，对此系统空调水泵展开变频控制节能改良，提出合理化改良方案，通过实验结果表明，此改良方案在确保不小于热泵机组对于水量最低要求的情况下，结合负荷变化自动化调节水泵的实际流量，该节能效果较为显著，具有一定的可行性。

关键词：地下水源；热泵空调系统；变频控制现如今，人们的生活日益完善，集中化中央空调系统的出现，使人们的生活舒适性不断提升，然而能源消耗问题愈发突出，怎样使空调既满足其舒适性要求，又能节约能源，已经成为当前人们普遍关注的问题。

现阶段，空调系统策划与水泵等技术设施选型并不是最佳工况展开的，有一定的余量。

受季节、昼夜、用户负荷等诸多因素的影响，空调热负载在大多数时间内低于实际策划负载值，空调系统大多数时间都属于部分负荷下运作。

在实际运作之中，空调水泵始终处于额定工作状态下，只能利用水流调节的方式，改变流量，使其符合负荷的要求标准，促使水泵大多数分工消耗集中在克服节流阀阻力方面，导致水泵运行输送能量大量浪费。

通常情况下，空调水泵耗电量是总空调系统耗电量的0.3倍，因此，节约低负载情况下，水系统输送能力会对减少整体空调系统能耗有着一定的促进作用。

1.地下水源热泵空调系统的基本情况此地下水源热泵空调系统，因受室外气温、人员活动内容等有关因素影响，此系统处于策划负荷80%以下进行运作，其中运行至设计负荷60%之下占比高达63.88%。

可见，结合满负荷情况，选择热泵机组、水泵等设施，可以使部分负荷始终处于持续运作状态，设施大多数情况始终保持低效率工作的状态。

此系统热泵机组大小并联运作，制热量即100kW与40kW；两台并联热水循环泵的型号是一致的，额定功率即2.2kW；深井泵额定功率计7.5kW，全部水泵都以定流量运作模式为主，处于工频状况下运作。

机组在部分负荷运作的情况下，时常经过关小管路的阀门对其供水量进行调控，导致能源大量损耗，需要对此空调系统装置展开优化改良，才能有效的节约能源[1]。

中央空调调节冷冻/冷却泵转速的节电原理：采用交流变频技术控制冷冻/冷却泵的运行，是目前中央空调系统节能改造的有
效途经之一。

泵的负载功率与转速成3次方比例关系，即P∝N3，其中P为功率，N为转速；可见用变频调速的方法来减少水泵流量的经济效益是十分显著的，当所需流量减少，水泵转速降低时，其电动机的所需功率按转速的三次方下降。

例如：
A．当水泵流量下降10％（跟踪输出频率为45Hz）
则电动机轴功率P′=(0.9)3P=0.729P 即节电率27.1％
B. 当水泵流量下降30％（跟踪输出频率为35Hz）
则电动机轴功率P′=(0.7)3P=0.343 即节电率65.7％
当冷水机负荷下降时，所需的水流量减少，通过电动机的调速装置降低泵的转速来减少水的流量，泵的轴功率相应减少，电动机的输入功率也随之减少。

当用冷量增加，冷机负荷量增大，冷凝器进出水温差增大，变频器运行频率增加，水泵转速加快，水流量增加，从而维持温差恒定。

反之亦然。

从而达到理想的节能效果。

节电控制原理：
保瓦博士变频中央控制器通过温度模块及温度传感器将冷冻/冷却泵的回水温度
和出水温度读入内存，并计算出温差值；然后根据其温差值来控制变频器的转速，调节出水的流量，控制热交换的速度；温差大，说明室内温度高，应提高冷冻/
冷却泵的转速，加快冷冻/冷却水的循环速度和流量，加快热交换的速度；反之
温差小，则说明室内温度低，可降低冷冻/冷却泵的转速，减缓冷冻/冷却水的循环速度和流量，减缓热交换的速度以节约电能；变频器的启动、停止、运行频率的改变及监控显示数据如变频器输出功率、变频器输出频率、输出电流，输出电压等都是由变频中央控制器通过485通信协议实现的。

参考资料：。

水泵变频器参数调试方法水泵变频器是一种用于调节水泵运行速度的设备，通过调整参数来控制水泵的运行情况。

正确的参数设置可以有效提高水泵的运行效率和节能性能。

下面将介绍水泵变频器参数的调试方法。

1. 参数调试前准备在进行参数调试之前，首先需要做好一些准备工作：•确保水泵和变频器的连接正确，电路接线无误。

•清洁变频器的控制面板，确保按钮和显示屏正常。

•查看变频器说明书，了解各个参数的作用和范围。

2. 参数调试步骤步骤一：基本参数设置1.设置变频器的主要参数，包括运行频率、启动方式、过载保护等。

2.根据水泵的类型和工作需求，调整输出频率和电流限制等参数。

步骤二：启动调试1.按下启动按钮，启动水泵系统。

2.观察水泵启动过程中的运行状态，如启动时间、启动电流等数据。

步骤三：负载调试1.调整参数，改变水泵的负载情况，观察变频器的响应。

2.根据负载变化，调整输出频率和电流等参数，使水泵运行更加稳定。

步骤四：性能调试1.测试水泵在不同频率下的性能表现，如流量、扬程等。

2.调整参数，优化水泵的性能和效率，实现最佳运行状态。

3. 参数调试注意事项•调试过程中要小心操作，避免损坏设备和人员安全。

•注意记录调试过程中的参数变化和效果，以便后续参考和调整。

•在调试过程中要注意保持良好的通风环境，避免变频器过热。

结论通过正确调试水泵变频器的参数，可以使水泵系统运行更加稳定和高效。

合理的参数设置不仅可以提高水泵的工作效率，还可以延长设备的使用寿命，降低维护成本。

希望以上调试方法能帮助您更好地使用水泵变频器，实现节能环保的运行效果。

风机水泵负载变频调速节能原理相似定律：两台风机或水泵流动相似，在任一对应点上的统计和尺寸成比例，比值成相等，各对应角、叶片数相等，排挤系数、各种效率相等。

流量按照相似定律，由连续运动方程流量公式：φπηη⨯⨯⨯⨯⨯=⨯⨯=d D A vm vm vv v q流速公式： 60π⨯⨯=n D v m 式中：q v——体积流量，s m3；ηv——容积效率，实际容积效率约为0.95；A ——有效断面积（与轴面速度vm垂直的断面积），m²；D ——叶轮直径，m ； n ——叶片转速，r/mi n ； b ——叶片宽度，m ；vm——圆周速度，m/s ；φ——排挤系数，表示叶片厚度使有效面积减少的程度，约为0.75～0.95；按照电机学的基本原理，交流异步电动机转速公式： p f s n ⨯⨯-=60)1( 式中： s ——滑差； P ——电机极对数； f ——电机运行频率。

流量、转速和频率关系式：f n q v∞∞⇒ 可见流量和转速的一次方成正比，和频率的一次方成正比。

扬程按照流体力学定律，扬程公式：²21v m H ⨯⨯=ρ 扬程、转速和频率关系式：可见扬程和转速的二次方成正比，和频率的二次方成正比。

式中：H ——水泵或风机的扬程，m ；功率风机水泵的有效功率：每秒钟流体经风机水泵获得的能量。

水泵：H g q Pve⨯⨯⨯=ρ或 风机：P q P ve⨯=可见有效功率和转速的三次方成正比，和频率的三次方成正比。

式中：Pe——有功功率，w ；ρ——流体质量密度，m Kg3；P ——压力，Pa ；电量风机水泵效率：有效功率和轴功率之比。

ηp轴功率：电动机输出给风机水泵的功率。

轴功率（电动机的输出功率）公式： ηρpvshHg q P⨯⨯⨯=⇒水泵ηpvshPq P⨯=⇒风机电动机和风机水泵的传动效率： ηc电动机效率：ηm电量（电动机的输入功率）公式：ηηmcshgP P ⨯=ηηηρpmcvgHg q P⨯⨯⨯⨯⨯=⇒水泵ηηηρpm c gPP⨯⨯⨯=⇒风机节能工频状态下的耗电量计算Pd ：电动机功率 ； ηd ：电动机效率 ； U ：电动机输入电压 ； I ：电动机实际运行电流 ；cos φ：功率因子。

冷冻水泵是如何进行变频控制的合理冷冻水泵的变频控制策略是变流量系统设计的重要环节，常用的控制方式有三种即定温差控制、干管压差控制和最不利末端压差控制，而后两种控制方式只是压力传感器设定位置的不同而已。

1、定温差控制：以冷冻水供回水干管上的温差测量值作为检测变量，以变速水泵作为控制系统的执行机构，通过对比检测变量和设定值，对冷冻水的供水量进行PID调节控制，使得检测值趋于设定值。

温差控制对空调管路阻力系数影响小，功率与转速满足三次方关系，节能效果显著。

不存在各支路相互耦合和调节阀畸变现象，系统改造简单，对水力工况无影响，改造在机房内直接进行。

但是通常温差控制的负荷变化点与温度采样点的距离比较远，温度的变化要经过一个循环后才能反应出来，所以信号的传递延迟时间长，会对控制系统会造成一定的影响。

并且在功能分区较多的建筑内，末端用户负荷变化差别较大，采用温差控制难以满足每个用户对流量的需求，因此温差控制只适合于各分区负荷变化一致或者差别不是很大的场合。

2、干管压差控制：以冷冻水供回水总管的压差测量值作为检测变量，以调速水泵作为控制系统的执行机构，通过检测值与设定值的对比，对冷冻水泵的供水量进行PID调节控制，使得检测变量趋于设定值。

3、最不利末端压差控制：以最不利环路末端处的压差测量值为检测变量，以调速水泵作为控制系统的执行机构，通过对比检测值与设定值，对冷冻水泵水量进行PID调节控制，使得检测变量趋于设定值。

压差控制不存在温差控制中的滞后现象，但是仍然存在这一定的缺点，由于恒压值的影响，水泵的功率和转速不是三次方的关系，水泵的节能效果受到恒压值的影响，尤其在干管压差控制中由于恒压值较大，水泵的节能效果较其他两种控制方式差些。

在最不利末端压差控制中，在复杂的系统中，最不利末端难于确定为了满足压差的需求，给定值往往较大，同样也造成了水泵节能效果的减弱。

在第三章中将详细分析恒压值对水泵能耗的影响。

空调暖通中变频的控制方式及选用摘要近几年来交流调速中最活跃、发展最快的就是变频调速技术。

目前在暖通专业中采用比较多的调速方法是液力耦合和变频调速两种,通过实例介绍暖通空调工程中变频器的选用,并阐述变频技术在暖通空调中的运用。

关键词暖通空调;变频调速器;水泵;控制方式大型建筑中用于风机、泵类的电机是主要负荷,其中多数是适合采用调速运行的。

但其传统的调节方法是风机、泵类采用交流电动机恒速传动,靠调节风闸和阀门的开度来调节流量,这种调节方法是以增加管网的损耗,耗用大量能源为代价的,并且无法实现完善的自动控制。

如果采用调节电机转速的办法来调节流量,随着转速的下降,风机的喘振点向小流量方向偏移,调节范围宽,附加损失少,是变风量调节中调节范围最大、经济性最好的一种调节方式。

转速的调节有多种方法:如转子串电阻、定子调压、电磁耦合、变极对数、可控硅串级等。

这些方法,或者是转差损耗大、转速调节范围小;或者功率因数比较低、不是无级变速。

目前在暖通专业中采用比较多的调速方法是液力耦合和变频调速两种。

1变频调速器的工作原理在大功率晶体管技术和微电子技术的推动下,变频技术得到迅速发展。

正弦波调制的变压变频调速器能输出正弦波,在变频范围、动态响应、调频精度、工作效率、保护功能及可靠性方面均已相当完善。

其工作原理如图1所示。

整流模块ZD将50Hz的交流电整流成直流电,经滤波后,由单片机CPU产生正弦波调制(SPWM)脉冲。

轮换驱动逆变模块GTR各个晶体管的基极,将直流电逆变成不同频率的三相交流电。

图1变频调速器工作原理变频调速是通过改变供给交流感应电动机的电源频率来实现的,由于感应电动机的转速n与电源频率f具有下列关系:式中:P———极对数;S———转差率;n———电机转速;f———电源频率。

由式(1)可知,电动机的转速n与电源频率f成正比。

因此,不改变电机的极对数,只改变电源的频率就可达到电动机调速的目的。

2变频技术在风机和泵中的运用特点2.1泵和风机与其流量的关系泵与风机的轴功率N与其流量Q、扬程H(压力)之间的关系为:N∝Q×H(2)当流量由Q1变化到Q2时,电动机的转速由n1变为n2,此时Q、H、N相对于转速的关系如下:Q1/Q2=(H1/H2)1/2=(N1/N2)1/3=n1/n2可以看出,泵或风机的轴功率与转速的3次方成正比。