变频器在厂网循环泵上的运用

摘要：简要介绍了变频器在厂网循环泵上的运用。
关键词：变频器；厂网循环泵：运用
变频器是将固定频率的交流电变换为频率连续可调的交流电的装置。变频器的问世，使电器传动领域发生了一场技术革命，既交流调速取代直流调速。交流电动机变频器技术其有节能、改善工艺流程、提高产品质量和便于自动控制等诸多优势，是国内外公认最有发展前途的调速方式。变频调速装置还可以使电动设备处于最佳运行状态，大大提高运行效率，在煤矿、发电厂、冶金等各行各业中获得了广泛的应用，特别是在风机、水泵的节能运行方面，效果尤为显著，双鸭山虹焱热电公司通过技术改造，在厂区热网循环泵上使用变频调速技术，获得了较好的经济效益。
1 变频器节能原理
根据电机学原理，异步感应电动机的转速与电源频率f、转差率s、电机极对数P三个参数有如下关系：
N=60f（1-s）／p改变其中任何一个参数都可以实现转速的改变，变频器就是通过改变电源频率的方式来改变电动机转速的，在异步感应电动机的设计制造完成后，转速与频率线性关系即确定。
由于转速n与频率f之间为线性关系，从理论上分析。调速范围在0-100％内线性度良好，随着科学技术的不断发展，变频调速逐渐成为交流电机调速主要方式。
对于水泵，由于流动力学理论可以知道，流量与转速的一次方成正比；转矩与转速的二次方成正比；而泵的功率则与三次方成正比。用n 分别表示转速和功率，脚标‘ “均表示额定T况参数，当流量由额定Qo降至Q时，与额定功率比较，采用转速调节的电机的功耗为：当流量由100％降至70％，则转速相应降到70％，而电机的功率降到34.3％No，也就是说节约电能.7％，扣除阀门调节时的功耗与额定功耗的差，转速下降引起电机的效率下降等因素，节能效果也是非常显著的。
2 厂区热网循环泵变频改造方案
厂区热网循环泵是厂区热网供热水循环的动力源，它的作用是把经过换热器加热后的水输送到供热管网中，由于循环泵采用定速运行，出口流量只能由控制阀门调节，节流损失大、出口压力高、管损严重、系统效率低。且经常发生泄露，造成能源浪费，维修量增加。
虹焱热电公司厂区热网循环泵共有四台，一～ 二台工作，一台备用，一台检修。其设备规范如下：
水泵型号 250R— —_62
扬程 62m
流量450rMa
转速 1480rpm
功率 115kw
电机型号 Jsll4—_4
转速 1475rpm
额定电流 207A
额定电rE 380V
现在采用变频器无级调速，丌环控制，以达到最佳经济运行的目的、系统改造后的原理如图1。

将l#厂区热网循环泵改为变频拖动，将原控制系统断开（可不予拆除），2托3 4#泵的控制系统刁<变。正常时，变频器拖动l#泵变频运f行，另一台泉泵工频备用。当变频器或运行泵发生故障时，备用泵可以工频运行，使用原来的调节方式，保证热网运行。这样做的好处是：充分利用变频器和现有设备，改动最小，投资相对较少，既保留了原系统的控制操作方式不变，又保证了系统改造后紧急状态下的工频运行，且易于系统维护。
变频器经过调研选用台湾产的普传变频器，具体参数如下：
额定容量 132KVA
额定电流 250A
额定电压 380V
输出功率o——50Hz
适用电机功率 132kw
输出频率精度0．1Hz
过载能力额定电流150％ l min
2OO％ 0.1s
保护功能IGBT温度显示；变频器风扇控制；
瞬间掉电再启动 参数保护功能。
3 使用变频器的效益分析
3．1节约厂用电效果显著
在保证同样供暖效果（即供水出口压力 0．38MPa）的前提下测得：
改造前： 电流207A 电压380V 转速l480rpm频率50Hz
改造后： 电流l69A 电压288V 转速1085rpm频率36Hz

一年可节约电费=（改造前电机功率一改造后电机功率）＊年运行时间＊电价
= （l15—71．81）＊24＊30＊6＊0.48=8．96万元
3.3 减少电机启动时的冲击电流
使用变频器可使电机转速变化沿着循环泵的加减速挣眭曲线变化，没有应力负载作用于轴上，延长了轴承寿命，同时有关数据说明，机械寿命与转速的倒数成正比，降低循环泵转速可成倍的提高循环泵的寿命。使用费用自然就降低了。
3.4 低噪占循环泵改用变频器后，降低水泵转速的同时，噪音也大幅度降低，克服了对于调节阀门线性度不好，调节品质差，引起管道锤击和振动。经过循环泵近一年来的实际运行，证明变频器可以大幅度降低厂用电率。减少发电成本，提高企业经济效益。
4 改造时的注意事项
4.1 电流
电动机采用变频器运转唰采用工频电源运转相比，山于输出电压、电流中所含高次谐波的影响，电动机的效率、功率因数将降低，电流增加％ ，故要考虑适当增加电动机的容量。
4.2 频率根据对水泵扬程的要求设定下限频率，上限频率的设定不要靠近工频因为当某些原因发生时会使异步电动机超过基频转速以上速度运转，负载所需的动力随转速的提高而急剧增加，极易超出异步电动机和变频器的容量，导致运行中发生过热，另外，靠近T频运行也失去了用变频器节能的意义。
4.3 设定变频器的运行涉及到多项频率参数，需要对各参数进行功能预置，才能仪电动机变频调速后的特性满足水泵的要求，注意变频器的输出频率要跳过机械谐振转速所对应的频率。避免机械谐振的发生。
4.4 接线
输入端和输出端不能接反，否则，会烧毁变频器。为了，防止触电、火灾等灾害和降低噪声，必须连接接地端子；通电后，需要改接线时，即使已经关闭电源，也应等充电指示灯熄灭后，用万能表确认直流电压降到安全电压（DC25V以下）后再操作。若还残留有电压就进行操作，会产生火花，这时应先放先放完电后在进行操作。

参考文献

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[2]普传IP17000变频器使用说明书。
[3]曾毅。王效良调速控制系统的设计与维护[M]济南：山东科学技出版祖责任编辑：