微能变频器恒压供水上的应用

清水泵站是净化水场的重要组成部分。它保证居民区生活用水有足够的水量与水压，同时它也是在水场中耗能较大的设备。由于水泵的选型时是按zui不利条件下、zui大时流量及相应扬程设计的。而在实际运行中，由于季节、温度和昼夜的变化，水泵多为低负荷工作，以前靠泵出口阀门开度大小来调节水量与水压，其能量耗损很大。为此，该厂在生活水场清水泵上采用了闭环控制变频调速技术，达到了节能和稳定运行的目的。
一、水泵调速的节能原理
在实际生活中，用水量是时刻变化的，为了适应水量的变化，以往多采用调节泵出口阀门定时去控制泵出口压力在某一规定值上，这必然造成生活区用水时有超压或欠压现象。水泵机组应用变频调速技术，即通过改变电动机定子电源频率来改变电动机转速，可以相应地改变水泵转速及工况，使其流量与扬程适应管网用水量的变化，保持管网zui不利点压力恒定，达到了节能效果。根据这一原理，在应用中选择供水管网zui不利点允许的zui低压力为控制参数，通过压力传感器以获得压力信号，组成闭环压力自控调速系统，以使水泵的转速保持与调速装置所设定的控制压力相匹配，使调速技术和自控技术相结合，达到*的节能效果。此外，zui不利点的控制压力还保证了用户水压的稳定，无论管路特性曲线等因素发生什么变化，zui不利点的水压是恒定的。保证了居民用水压力的可靠。
二、系统的组成
该厂净化水厂设计2台生活供水泵，其电机功率为185kw，采用微能变频器。由于生活区用水时刻变化，高峰期用水量可达到1200~1400t/h,而夜间zui低峰用水量只有400t/h左右。此变频调速控制系统包括水泵、电机、时代变频器（内置PID）、变送器等，调节手段采用管网zui不利点定压控制，压力变送器将信号通过屏蔽电缆送到时代变频器，同时控制2台电动机的频率，保证管网zui不利点的压力恒定，调速后的扬程与管路阻力特性曲线相吻合，获得*的节能效果。变频器频率的设定，既可手动设定也可根据管网末端zui不利点的压力形成闭环控制系统，实时在线调节电机的频率和转速。
微能变频器保护功能齐全，从而保证并提高了系统的可靠性，同时还*显示记忆功能，便于分析和排除故障。本系统主要有下列保护功能：瞬间停电保护、过载保护、直流过电压保护、过热保护、防止失速保护等。
三、经济效益分析
水泵采用微能变频器后，泵的出口扬程大幅度下降，节能*。水泵的运行方式为白天两台泵同时运行，夜间只运行一台泵，具体节能效果如下表所示：

运行模式 所需电能 节能效果
输出流量
（t/h） 运行时间
（h/a） 引入变频器前（kw） 引入变频器后（kw） 节功率
（kw） 节电量
（万kw.h）
2 x 600 1080 2 x 168 2 x 124 2 x 44 2 x 4.75
2 x 400 4680 2 x 106 2 x 36.7 2 x 69.3 2 x 32.43
1 x 400 2880 1 x 106 1 x 36.7 1 x 69.3 1 x 19.96
两台水泵年节电量（万kw.h） 94.32

使用微能变频器后，转速下降，泵出口压力降低，减少了机械磨损，降低了维修工作量，延长了设备的使用寿命。提高了功率因数，软启动特性避免电机直接启动时大电流对电机线圈和电网的冲击。
采用微能变频器后，电动机和泵共同组合为一体，它既是动力源，又是供水调节执行机构，改变了传统的控制方式，实现了生产过程自动化，减少了工人的劳动强度。闭环控制系统适应水量变化，实现在线调整，保证管网末端压力恒定，不存在人为调整的滞后现象。
总之，微能具有体积小、调速范围大、效率高、无级调速等特点，在该厂水泵上运行安全可靠，实现闭环控制系统，满足生活用水需量，保证管网末端压力恒定，具有明显的节能降耗的经济效益，同时还延长了设备寿命，减少了维修工作量，是一种比较理想的调速系统。