摘要:供水行业的调查结果表明,变频调速是一项有效的节能降耗技术,其节电率很高,几乎能将因设计冗余和用量变化而浪费的电能全部节省下来;又由于其具有调速精度高、功率因数高等特点,使用它可以提高产品质量、产量,并降低物料和设备的损耗,同时也能减少机械磨损和噪音,改善车间劳动条件,满足生产工艺要求。以下是变频器在供水企业生产过程各个环节中的应用情况。
关键词:变频 供水行业 变频调速
在城市供水中,大功率变频器主要应用在水泵上,由于水泵流量随着外界用水情况不断变化,扬程也因流量和吸水井水位的变化而变化,因此设备不可能总保持在一个高效工作点运行,需要进行控制。为使水泵能够运行在其特性曲线的高效区,过去多采用阀门控制与台数控制,效果不能令人满意。为满足工艺要求和适应运行工况的改变,需要水泵调速使机组尽可能始终运行在高效区内,以达到节约电能的目的。下面是几种常见的大功率变频器。
1.1 大功率交—直—交电压型、电流型变频器
大功率交—直—交电压型变频器主结线图见图1。
影响,则逆变器的输入端可以看成是一个电压源,这就是电压变频器,在深圳市梅林水厂安装有四台1 000 kW SIEMENS电压型变频器。若中间耦合电路电感较大,则逆变器输入端就可以看成是一个电流源,这就是电流型变频器,在北京市第九水厂安装有四台2 500 kW SIEMENS电流型变频器。
大功率完美无谐波变频器主线图见图2。
目前上海大场水厂安装有两台美国ROBICON公司生产的1 350 kW变频器。
统计表明,应用大功率变频调速节能效果非常显著,梅林水厂送水机组的单位配水电耗始终保持在0.35 kW·h/(m3·MPa)左右。交—直—交电压型、电流型变频器多用于新建水厂,采用高—低形式,直接选用中、低压电机;而完美无谐波变频器更适合于改造项目,无须更换原有的高压电机或另加升压变压器。在采用大功率变频器时,首先要考虑采用调速系统的节能潜力,其次要考虑到谐波对电网的影响,选择合适的容量与台数。
2 中小功率变频器
中小功率变频器大多采用了高密度集成电路和高效率冷却技术,体积小,安装容易,维护方便,操作简单。变频器提供了丰富的频率控制端子,以便用户根据实际情况选择合适的控制方式。通常变频器都设有0~10 V或4~20 mA的频率控制端子以及数字通讯接口。变频器的闭环频率控制系统主要包括被控对象、测量元件、变送器、调节器和执行机构。调速电机所传动的生产机械控制对象有温度、位置、压力和流量等,变频器和电机构成的传动机构是闭环系统中的执行机构,变频器接受调节器所输出的信号,调节电机转速,维持被控量的设定值。控制框图见图3