高压变频器在恒压供水上的应用

　　引言

　　大中型自来水厂的水泵驱动电机一般是由高压电机驱动，其供水压力与流量的调节大多采用传统的方式，通过控制水泵的运行台数，辅助于阀门的开度变化的方式进行调节，由于供水时间相对集中，一日内的负荷变化较大，特别是在午夜与凌晨的时段，产生大马拉小车的现象，这种情况在春冬两季更为明显，既浪费能源，又使供水管网的压力波动。为了解决这一问题，平顶山煤炭集团自来水厂领域决定选用安邦信的AMB-HV1型高压变频器，对原有的水泵驱动电机进行变频节能改造。

　　系统概况

　　原高压电机以工频电源驱动时，电机定速运行，只能靠水泵出口侧的阀门来调节供水流量，不仅浪费能源，而且会产生“水锤效应”和“憋泵”现象，对此，我们采用安邦信高压变频器内置PID功能进行节能改造。

　　PID功能介绍：水泵变频调速是一个压力闭环控制系统，设定水泵出工侧压力参数为控制对象，当实际压力与设定压力发生偏差±H时，高压变频器则根据压力传感器反馈的信号，自动调节变频器的输出频率与电压，从而改变水泵驱动电机的转速，使水泵出口侧的压力维持恒定。

　　风机泵类负载变频调速的节能原理

　　风机泵类负载一般是通过改变阀门挡板的开度进行流量、压力调节的。图-1为泵(风机)扬程流量特性曲线(H-Q)图。在阀门控制的方式下，当系统流量从Qmax减少到Q1时，必须相应地关小阀门。这时，阀门的阻力变大，流体的节流损失增加，流道的阻力线从A0到A2。

　　泵(或风机)运行的工况点，从b点移到c点，扬程从H0上升到H2，而实际需要的工况点为d点。

　　根据泵(风机)的功率计算工式：

　　P=ρgQH/1000η 式中：

　　P—水泵使用工况轴功率(KW)

　　ρ—输出介质的密度(kg/m3)

　　Q—使用工况点的流量(m3/s)

　　g—动力加速度(m/s2)

　　η—使用工况点泵的效率。

　　可求出运行在c点和d点泵的轴功率分别为：

　　Pc=PgQ1H2/1000η; Pd=PgQ1H1/1000η;

　　两者之差为ΔP=Pc-Pd=PgQ(H2-H1)/1000η

　　上式说明，用阀门控制流量时，有ΔP的功率被损耗浪费掉了。而且，随着阀门不断关小，这个损耗还要增加。

　　用变频调速控制时，当流量从Qmax减少到Q，由于阀门的开度没有变化，管网的阻力曲线不变，泵的特性曲线随转速由n0变化到n1。泵(风机)运行的工况点，则从b点移到d点，扬程从H0下降到H1，而用转速控制时，根据流量Q，扬程H，功率P和转速N之间的关系：