变频器在工业水泵中的应用

变频调速技术在水泵节能中的应用摘要：主要从变频调速器的原理及特点入手，对某选煤厂循环泵变频调速的改造进行了分析，分别从变频调速原理、变频节能的可行性、变频调速改造设计、应用效果几方面展开。

分析认为，变频调速器的应用，节能效果非常明显，并提高了设备和系统的安全可靠性。

关键词：高压变频器；水泵；应用引言水泵在我国各行各业广泛应用，数量极多，但是，传统控制方式的水泵在实际应用中存在电能浪费较多的问题。

我国当前正在大力推进资源节约型社会建设，将变频器应用在水泵之中对其运行控制和降低资源消耗，已是现实客观要求。

笔者根据自己多年在工厂使用和改造多个水泵控制系统的工程实践经验，总结一下变频器在水泵控制中的使用方法和节省原理，供同行之间参考交流。

1电机变频调速的原理众所周知，三相交流异步电动机的同步转速与电源频率、电机磁极对数的关系式为n=60f/p，其中，n为电机的同步转速，f为电源频率，p为电机磁极对数，所以，电机的同步转速与电源频率成正比例（或线性）关系。

当改变电源频率f时即可改变电机同步转速。

一般而言，电机运行时的实际转速近似等于同步转速，我们可以认为实际转速也遵循上述公式。

电机与泵是通过硬联轴器连接，两者转速相同，所以，通过变频器改变供电电源的频率，就可实现水泵的转速调节。

2水泵使用变频器控制时节省费用的情况2.1采用变频器控制水泵的省电分析水泵的电机功率P=pgQH/(n1n2)，其中，Q为流量，H为扬程，p、g、n1、n2为常数，由于水泵流量Q与水泵转速成正比，扬程H水泵与水泵转速是平方关系，所以，水泵电机功率P与水泵转速是立方关系。

例如：某台水泵电机额定功率为37kW，当电机转速下降到原来转速的0.9倍时，电机功率为26.97kW，节省电能幅度为27.1％；当电机转速下降到原转速的0.6倍时，电机功率为7.992kW，节省电能幅度达78.4％。

2.2变频器功率因数补偿作用的节省分析由电路分析的基本理论可知，电力系统中无功功率主要导致线损增加，并且在电力系统中变压器额定容量一定的情况下，系统功率因数的降低还使得可用的有功功率减少，也就是说，变压器的带载能力大大降低。

水泵变频改造方案1. 引言水泵作为工业生产和日常生活中常用的设备之一，在传统的工作模式下，通常采用固定转速供水，无法根据实际需求进行调节。

这种传统的工作方式不仅造成了能源的浪费，还会造成设备的磨损和故障率的提高。

为了解决这些问题，水泵变频改造成为了一种非常有效的方法。

本文将介绍水泵变频改造方案的设计和实施过程，以及改造后的效果和优势。

2. 变频器的选择与设计2.1 变频器的功能水泵变频改造的核心设备是变频器，它可以根据输入的信号对电机的电压和频率进行控制，从而实现电机的转速调节。

变频器具有以下基本功能：•频率调节功能：通过改变输出频率来调节电机的转速，实现对水泵的流量控制。

•软启动功能：通过逐渐增加电机的电压和频率，使电机平稳启动，减少启动冲击和设备损坏的可能性。

•超负荷保护功能：当电机超载时，自动降低电压和频率，保护电机免受损坏。

•节能功能：根据实际需求调节水泵的运行频率，避免不必要的能源浪费，达到节能的目的。

2.2 变频器的选型在选择变频器时，需要考虑以下几个因素：•功率范围：根据水泵的功率确定变频器的额定功率范围，确保变频器能够满足水泵的工作要求。

•控制方式：根据实际需求选择适合的控制方式，如按钮控制、面板控制或远程控制等。

•适应性：确定变频器是否适用于水泵的工作环境，包括温度、湿度和防护等级等。

•厂家信誉：选择信誉良好的变频器厂家，确保产品质量和售后服务的可靠性。

2.3 变频器的设计根据实际情况和需求，水泵变频改造的设计应包括以下几个方面：•控制方式设计：确定变频器的控制方式，如手动控制或自动控制。

对于自动控制，需要考虑如何与其他设备进行联动，实现整个水泵系统的协调运行。

•传感器选择与布置：根据需要选择合适的传感器，如流量传感器、压力传感器或液位传感器等，监测水泵运行状态并实时反馈给变频器。

•控制策略设计：根据水泵的工作要求，制定合适的控制策略，如根据流量和压力变化调节电机的转速，实现自动调节和节能控制。

利用变频技术对给水泵电机的节能改造及综合效益分析随着节能环保意识的不断增强，对于水泵电机的节能改造越来越受到关注。

变频技术作为一种高效节能的控制手段，被广泛应用于给水泵电机的节能改造中。

本文将从变频技术的原理及应用、给水泵电机的节能改造方法、节能效益分析几个方面对给水泵电机的节能改造及综合效益进行探讨。

一、变频技术原理及应用变频技术是通过改变电机的供电频率来控制电机的转速，从而实现精确的控制和节能降耗的一种技术。

变频器作为变频技术的核心设备，通过改变输入电压的频率和幅度来调节电机的输出转速，实现能源的有效控制。

在给水泵电机的应用中，通过安装变频器控制给水泵电机的转速，可以实现流量的精确调节和节能降耗的目的。

由于水泵在工作过程中通常存在负载波动和流量变化的情况，传统的固定速率供电方式将使电机的能耗过高，浪费大量的能源。

而通过变频技术，可以根据实际需求实时调节给水泵的转速，使其在不同负载情况下达到最佳运行效果，提高系统的能效。

二、给水泵电机的节能改造方法1.安装变频器：将变频器安装在给水泵电机的供电线路上，通过改变电机的供电频率来实现对电机转速的精确控制。

2.设置参数：根据实际需求和给水泵电机的特性，对变频器进行参数设置，如最大转速、最小转速、流量曲线等。

3.控制策略选择：根据给水泵电机的实际工况，选择合适的控制策略，如恒差压控制、恒流控制等。

4.运行监测与调试：安装好变频器后，进行运行监测和调试，通过监测参数的变化来控制给水泵电机的工作状态，并进行相应的调整。

三、节能效益分析变频技术对给水泵电机的节能改造可以带来显著的节能效益和经济效益。

1.提高能效：通过变频技术控制给水泵电机的转速，可以使其在实际工况中保持最佳的能效，降低电机的无功耗和机械损耗，提高系统的效率。

2.节约能源：传统的固定速率供电方式会使给水泵电机在不同负载情况下效率低下，浪费大量的能源。

而变频技术可以根据实际需求实时调节给水泵的转速，使其在不同负载情况下达到最佳运行效果，节约能源。

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。

变频器在供水领域的应用一、前言随着人们生活的提高，在生活用水方面的要求日益提高，变频恒压供水以起环保，节能和供水质量高等优点在供水行业应用越来越广的到应用，以往的变频恒压供水往往采用可编程控制器（PLC）与变频器组合起来实现控制，但可编程技术含量较高，编程难度大而让人感觉通用性不强。

而采用变频器内置PID （比例微分积分）控制模式可以抛弃可编程调试带来得麻烦，简单易学，调试简单，性能可靠，抗干扰能力强。

二、系统构成与工作原理变频供水系统中我们一般采用以下2种传感器：远传压力表（电阻式传感器可反馈0－5VDC 电压信号）和压力变送器（可反馈4－20ma直流电流信号）来检测管路的压力。

压力设定单元是为用户设定工作所须的系统压力，而变频器是整个供水系统的核心，通过改变电机的工作频率实现电机的无及调速，无波动恒压供水和各项功能。

在一般供水系统中通常有主泵、副泵和备用泵。

下面我们以烟台惠丰电子有限公司F1500－P系列产品来介绍供水系统的工作原理和常遇到的问题和解决方法。

产品采用F1500－P 系列，该系列内置PID控制器，有2个模拟口输入（AN1－GND、AN2－GND）、2路模拟量输出（FM－GND、IM－GND）、2个继电器输出口。

用户可以在线设定工作所需的参数、最高最低频率和继电器的输出口，控制非常方便。

下面我们针对一拖一单泵自动恒压供水、一拖二固定模式自动恒压供水和一拖二轮换式自动恒压供水分别进行介绍。

1.一拖一单泵恒压供水电气控制原理图（见图1）：从中我们可以看到这是较为简单的闭环系统，操作简单。

参数的设置：F400=1 开放PI调节；F401=0 选择压力表类型；F402=0 选择为单泵工作模式；F403=0 选择模式为负反馈。

调试说明：根据现场情况，选择合适的PI调节器，设置好比例（p）,积分(I )常数值 F424，F425 的值和采样周期F426。

根据选择的压力表类型（远传压力表或压力变送器），我们可以选定PI 调节反馈通道（0：AN1通道0－5(10)DCv ；AN2通道0（4）－20ma）。

水泵变频器的作用和原理
水泵变频器是一种电子设备，用于控制水泵的运行速度，使其能够根据实际需求调整水流量和水压。

它通过调整水泵的电源频率来改变电动机的转速，从而实现对水流量和水压的精确控制。

水泵变频器的主要作用有：
1. 节能控制：水泵变频器可以根据实际需求调整水泵的运行速度，避免了传统控制方式下可能出现的过高流量和水压，从而避免能源的浪费。

2. 增加水泵的寿命：传统方式下，水泵在启动和停止的过程中，会因为压力的突变而产生水击，对水泵产生冲击，从而减少水泵的使用寿命。

而水泵变频器可以实现渐进启动和停止，减少水泵的机械冲击。

3. 提高水质：水泵运行时，会产生一定的噪声和振动，这些噪声和振动可能对水质产生影响。

而水泵变频器可以稳定控制水泵的运行，减少噪声和振动的产生。

水泵变频器的原理是通过改变水泵的电源频率来调整电动机的转速。

水泵变频器将交流电源经过整流和滤波装置后，通过逆变电路将直流电转换为交流电，并通过变频器内的控制电路来调整输出频率和电压，从而控制水泵电机的转速。

具体来说，水泵变频器通过控制变频器内部的开关元件（如晶闸管或IGBT元件）
的导通和断开，来调整输出电压和频率，使电机的转速相应改变。

通过可编程控制器（PLC）或人机界面（HMI）等设备，可以实现对水泵变频器的参数设置和运行状态的监控，从而实现对水泵的精确控制。

金田变频器用途金田变频器是一种用于控制电机转速的设备，广泛应用于工业生产、机械设备、水泵等各个领域。

它通过调整电机的供电频率来改变电机的转速，从而实现对电机的精确控制和调节。

金田变频器具有多种用途和重要作用，下面将从以下几个方面展开详细介绍。

首先，金田变频器在工业生产中有着广泛的应用。

在现代工业生产中，很多机械设备都需要使用电机来驱动，而金田变频器则可以通过改变电机的供电频率来调整电机的转速，以满足不同的生产需求。

比如，在生产过程中，有些需要高速运转的机械设备可能需要随着工作负荷或工艺需要改变转速，而金田变频器则可以通过精确的频率调节来实现，从而提高生产效率和生产质量。

其次，金田变频器在水泵控制系统中起着至关重要的作用。

水泵是很多领域中必不可少的设备，而金田变频器在水泵控制系统中可以实现对水泵的精确控制和调节。

在大多数情况下，水泵的出水流量和压力需要根据实际需要来调整，而金田变频器可以通过改变电机供电频率来实现水泵的转速调节，从而精确控制水泵的出水流量和压力，满足实际需求并节省能源。

此外，金田变频器还在风机系统中起着重要的作用。

风机是很多场所必不可少的设备，比如工厂、办公楼、商场等等。

而金田变频器则可以用来控制风机的转速，实现对室内空气的新陈代谢和循环，调节气流的流速和质量。

在节能环保的要求下，通过金田变频器的控制，可以提高风机系统的效能，降低能耗，减少噪音以及减小设备的维护成本。

此外，金田变频器还可以在电梯系统中起到重要作用。

电梯是现代城市中必不可少的交通工具，而金田变频器可以通过改变电机的供电频率来调节电梯的运行速度，实现电梯的平稳启动和停车，提高乘坐的舒适性和安全性。

金田变频器在电梯系统中还可以实现电梯的节能控制，通过对电梯进行智能化调节，使得电梯在空载或低负荷状态下可以降低运行速度，从而减少能耗，节约能源。

总而言之，金田变频器具有广泛的应用领域和重要的作用。

不仅在工业生产、机械设备、水泵等方面有着重要应用，还可以用于风机系统、电梯系统等领域。

1变频器节能原理1.1变频节能为了满足生产的实际情况和保证生产的可靠性，机械设备、电气设备针对配用动力驱动设计时，在大部分情况下给驱动力都留有一定的富余量。

通常情况下，电机不允许在满负荷下运行；但是电机在正常负荷下运作时，多余的力矩增加了有功功率的消耗，这样就促使了多余电能的消耗；如果电机在压力偏高的情况下，降低电机的转速，这样就保证了电机在恒压条件下实现了节能的目的。

由功率和转速的关系：P 2／P 1＝（N 2／N 1）3可知，电机功率从P 2降到P 1，其转速成立方级的变化，大大地降低了电量的消耗。

1.2动态调整节能这种节能方式是在保证最大电压效率的情况下，对负载的变动迅速地适应调节。

例如，变频调速器在软件上设有5000次／s 的测控输出功能，始终保持电机的输出高效率运行。

1.3功率因数补偿节能这种节能原理是减少电气设备的无功损耗，增加电网的有功功率。

由于力矩是电机的定子绕组和转子绕组在电磁作用下产生的，而绕组具有感抗的作用，对电网产生阻抗，致使电机运转时吸收大量的无用功率，造成功率因数很低。

当采用变频器节能调速后，其特性为AC —DC —AC ，在整流滤波后，负载特性发生了变化，有效降低了无用功率的吸收，提高了功率因数。

1.4软启动节能采用软启动后，启动电流可从0到电机额定电流，减少了启动电流对电网的冲击，节约了电费，也减少了启动惯性对设备的大惯量的转速冲击，延长了设备的使用寿命。

1.5通过变频自身的V ／F 功能节电在保证电机输出力矩的情况下，可自动调节V ／F 曲线。

减少电机的输出力矩，降低输入电流，达到节能状态。

2变频器的分类和选择2.1常用变频器的类型和使用场合（1）交—直—交电压型变频器：交—直—交电压型变频器在直流侧并联大容量滤波电容以缓冲无功功率，直流电源阻抗小，形成电压源；能量回馈电网较难，只能能耗制动，适用于小容量和频率不高的调速系统。

（2）交—直—交电流型变频器：交—直—交电流型变频器的特点是在逆变器的直流侧串联平波电抗器，使直流电平直，形成电流源，可以方便地实现负载能量向电网回馈，可以快速、频繁地实现四象限运行，同时可以实现电流的闭环控制，提高了装置的可靠性。

凝结水泵变频器一拖二运行方式的应用与控制摘要：工业过程控制中经常会用到变频器，特别是最近几年，随着节能降耗的呼声越来越高，变频器在各类风机和水泵的控制系统中也应用的越来越多。

当今主流的工业控制设计都会配备两台泵/风机，互为备用，并配备一台变频器的一拖二运行方式，即一台变频器即可满足生产需要。

该一拖二运行方式使电机不需要运行在工频模式下，节约大量的厂用电。

本文就变频器一拖二运行方式的应用与控制问题进行了相关探讨。

关键词：变频器；一拖二；控制0.引言在广泛使用变频器之前，一般采用液力耦合器或定速泵配合出口调整门的方式来调节工质压力，但这种方式只是以结果为导向，电机本身的功率并没有减少。

而电机的功率都是按照最大出力并预留一定裕度进行配置，也就是说，正常生产工程中，电机一直处于“大马拉小车”的状态。

这造成了大量的电能损耗，以及因为节流损失，出口调整门的阀芯磨损、压力过高DCS过程控制较为困难等。

直到后来变频器的广泛使用才改变了这一现状。

变频器主要用于工业控制系统中的电机变频调节，使用非常广泛。

通过改变电机输入频率，减小运行电流和功率，达到节能的目的。

而且电机通过变频启动，启动电流小，避免了较大的电机启动电流，延长电机使用寿命，以及对系统管道的冲击。

工业过程控制中，为提高系统安全性，一般针对水泵都是采用双冗余设置，即一用一备。

在新的工厂设计时，考虑投资成本问题，一般都只设置一台变频器与两台水泵配对，采用一拖二的运行方式。

1．变频器在工业控制中的应用（1）变频器原理变频器应用了最新的变频技术和微电子技术，它通过改变变频器输出的工作电源频率的方式来控制电动机。

变频器安装在电源和电机之间，电源中的电力进入变频器，经变频器调节后的电源供应给电机适合当前出力需要的电力。

在变频器中，输入的50HZ交流电通过整流器，整流器能够将输入的交流电转化为直流电，然后输入变频器内部的电容平滑电压波形。

经过电容后的直流电经过逆变器后将直流电转化为交流电输出，供应电机需求。

变频器在风机、水泵中的节能应用摘要：由风机、水泵类负载节能，来阐述变频器是控制风机、水泵实现节能最佳方式，对提高自动化程度，减少人为因素的影响进行较详细分析，通过实例计算来证明在理论上是正确的，虽然初期一次性投资比较大，但从长远上来看在经济上是值的。

关键词：风机；水泵；节能；功率因数；变频器前言风机、水泵作为工业和生活中的通用机械有应用量大、应用面广的特点，其配套电机量也是巨大的，有资料统计，风机、水泵的耗电量占全国总发电量的20%以上，由于容量和工艺原因，大多数的风机、水泵类负载存在着不同程度上的电能浪费，在提倡节约能源的今天，减少浪费，节能问题的研究也迫在眉睫，变频控制是目前最好方法。

1.风机、水泵负载节能原理传统风机、水泵流量的设计均以最大需求来设计，其调整方式采用挡板、风门、回流、起停电机等方式控制，无法形成闭环回路控制，也较不考虑省电的观念，但实际使用中流量随着各种因素而变化，往往比最大流量小的多，要减少流量时，通常情况下只能调节档板和阀门的开度，阀门控制法的实质是通过改变管网阻力大小来改变流量，而这种控制方式当所需流量减小时，压力反而会增加，故轴功率的降低有限，此时，过剩的风机、水泵功率将导致压力增加造成很大的能量损耗。

由流体力学原理可知：流量与转速的一次方成正比，压力与转速的平方成正比，功率与转速的三次方成正比，如果水泵效率一定，当流量下降时转速成比例下降，而此时对轴输出功率p成立方关系下降；风机、水泵变频节能控制可在保持阀门、挡板开度不变的前提下，通过改变风机的转速来调节流量，其实质是通过减少流体动力来节电。

这种控制方式可从根本上消除风机、水泵设备，由于选型或负荷变化普遍存在的“大马拉小车”的动力浪费现象，消除了挡板截流阻力，使风机、水泵始终运行在最佳工作状态。

2.风机、水泵变频控制特点2.1异步电动机原理n=60f/p（1-s），可知变频调速是风机、水泵调速最佳方法，风机、水泵电机直接启动或Y/D启动，启动电流为其额定电流的4～7倍；这样会对电机设备和供电电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的电流和震动时对挡板和阀门损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。

变频器应用场合及特点变频器是一种用于调整交流电机转速的装置，其主要特点是可以实现无级调速，广泛应用于工业生产和日常生活中。

下面将从应用场合和特点两个方面进行详细介绍。

一、应用场合1. 工业生产：变频器在工业生产中的应用非常广泛，可以用于电力、石油、化工、冶金、矿山、建材等行业。

例如，矿山行业中的风机、泵等设备的流量和转速需要根据生产需求进行调节，变频器可以实现对电机的调速，提高设备的运行效率。

2. 交通运输：变频器在交通运输领域也有很大的应用，例如电动车、电动汽车等交通工具的电机需要实现调速控制，变频器可以根据驾驶者的需求调整电机的转速，提高车辆的性能。

3. 家居设备：在家居设备中，变频器也起到了很大的作用。

例如，家用空调、洗衣机、电冰箱等电器的电机都可以通过变频器实现无级调速控制，提高产品的能效和使用体验。

4. 农业领域：在农业生产中，变频器可以应用在灌溉系统、风机等设备上，实现对水泵、风机等能源设备的调速控制，提高农业生产的效率和节能减排。

5. 医疗设备：在医疗设备中，变频器也有一些应用。

例如，手术室中的高效过滤系统、洁净室中的环境控制系统等都需要电机进行驱动，变频器可以实现对电机的调速控制，保证设备的运行效率和稳定性。

二、特点1. 无级调速：变频器可以实现对电机的无级调速控制，可以根据不同的需求调整转速，提高设备的灵活性和适应性。

2. 节能减排：变频器能够根据实际需要调整电机的转速，避免了传统方式中电机长时间运行在额定转速下的能耗浪费，从而达到节能减排的效果。

3. 软启动：变频器可以实现电机的软启动，减少了设备启动时对电网的冲击和对设备自身的损耗，延长了设备的使用寿命。

4. 过载保护：变频器内部通常设有过载保护功能，一旦电机出现过载问题，变频器会自动停机，避免了因电机过载而导致的损坏，保护了设备的安全运行。

5. 自诊断功能：变频器通常具有自诊断功能，可以实时监测电机的运行状态，并能够及时发现并报警故障，及时维修和保养，提高设备的可靠性和稳定性。